Overview bones (Ossa)
and ossification (Ossificatio):
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hardly active
osteoblasts (monkey)
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organells of an
osteoblast 1 (monkey)
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organells of an
osteoblast 2 (monkey)
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osteocyte
(rat) |
opening zone in chondral
offificattion(monkey)
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crystallisation centre
(monkey)
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overview thereof |
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fresh osteoid (monkey)
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osteoid formation 1
(monkey) |
fresh osteoid
detail (monkey) |
osteoid formation 2
(monkey) |
osteoid formation
3 (monkey) |
osteocyte
(rat) |
Bones (Terminologia histologica: Ossa) consist of hard substance which
is bordered by periosteum from the outer and endosteum
from the inner surface.
1. das kompakte Knochengewebe
(Terminologia histologica: Textus osseus compactus, englisch: compact bone),
welches als massive Knochenmasse an und direkt unter der Oberfläche
von Röhrenknochen liegt und auch als Pars compacta bezeichnet wird.
Auch die innere und äußrer Oberfläche der Schädelknochen
(Tabula interna und - externa) wird von der stabilen Pars compacta gebildet.
Im Schläfenbein (Os temporale umgibt das kompakte Knochengewebe die
zu schützenden Strukturen des Innenohrs (Cochlea
und Labyrinth).
2. das Lamellenknochengewebe (Terminologia
histologica: Textus osseus lamellaris, englisch: lamellar bone)
3. das faszikuläre Knochengewebe (Terminologia histologica:
Textus osseus fasciculatus, englisch: bundle bone)
4. das spongiöse Knochengewebe
(Terminologia histologica: Textus osseus spongiosus, Textus osseus trabecularis,
englisch: trabecular bone, spongy bone, cancellous bone), welches als schwammartig
löchrige, balkenartige Knochenmasse entsprechend länger einwirkender
Druckbelastung stetig auf- um- und auch abgebaut wird und für die
effektive Verteilung der Druckkräfte z.B: von der Knochenoberfäche
auf die Seitenbereiche direkt an die Pars compacta angrenzt. Die als Diploe
bezeichnete Schicht zwischen innerer und äußerer Oberfläche
der meisten Schädelknochen besteht aus spongiösem Knochengewebe.
Alle Knochengewebe bestehen aus Knochenzellen und der sie umgebenden
verknöcherten Bindegewebssubstanz. Man unterscheidet folgende Zellen:
Osteoblasten (Terminologia histologica:
Osteoblasti, englisch: osteoblasts), die sehr stoffwechselaktiv sind und
Knochen aufbauen.
Osteozyten (Terminologia histologica:
Osteocyti, englisch: osteocytes) die "eingemauerten" wenig stoffwechselaktiven
Knochenzellen, die über sehr lange dünne Fortsätze (Terminologia
histologica: Processus osteocyti, englisch: osteocyte processes) und dort
ausgebildete Gap-junctions miteinander oder
den Endothelzellen der Havers Kanäle
in Verbindung stehen.
Osteoklasten (Terminologia histologica:
Osteoclasti, englisch: osteoclasts), die zur Knochensubstanz hin einen
Resorptionssaum ausbilden. Dieser ist ein bürstenartiges Büschel
mit Mikrovilli und/oder kleinen, die Oberfläche vergrößernde
Falten = Microplicae ausbilden (Terminologia histologica: Limbus microplicatus,
englisch: ruffled border) . Über die Ausschüttung von Salzsäure
in Richtung des mineralisierten Knochens werden die dort eingelagerten
Kalziumsalze zerstört und damit die Knochensubstanz aktiv abgebaut.
Osteoklasten sind mehrkernige Riesenzellen und
entstehen aus fusionierten aus dem Blut ausgewanderten
Monozyten.
Sie sind mit den die Knorpelsubstanz abbauenden Chondroklasten und den
Zahnbein auflösenden Odontoklasten identisch. Über eine in die
Zellmembran
im Bereich des Resorptionssaums eingelagerte Wasserstoffionen ATPase werden
Protonen in Richtung Knochen gepumpt, während Chloridionen durch einen
Kanal in der Zellmembran ebenfalls dorthin
gelagen.
in Havers-Kanälen: Kapillarendothel, Nervenendigungen, freie BG
Zellen, endostale Zellen
Spongiosa
= dünne Knochenbälkchen OHNE Gefäße
Kompakta
massive Knochenmasse mit Gefäßen (Havers Systeme)
Knochenmatrix
Kollagenfibrillen vom meist Typ 1 sorgen für eine hohe Zugfestigkeit,
angelagertes Kalziumhydoxylapatit 3 Ca3(PO4)2
x Ca(OH)2 wenig weitere eingelagerte oder gebundene Ionen insbesondere
Magnesiumionen (Mg++), Fluoridionen (F-) und Carbonationen CO3
führen als mineralische Substanzen zur hohen Druckfestigkeit, daneben
gibt es noch sehr wenig Proteoglykane und Glykoproteine.
2. Knochengewebe Aufbau (innen ? außen)
Geflechtknochen
A. Endost (innere Knochenhaut)
- an allen inneren Oberflächen (auch in Havers Kanälen!)
Zellen (lining cells):
- mesenchymale Stammzellen
- Osteoprogenitorzellen
- ruhende Osteoblasten
- ruhende Osteoklasten
- unter lining cells unmineralisierte Matrix
Wichtig für Reparatur bei Frakturen
B. innere Generallamellen
- parallel längsorientierte
in riesigen Lamellen liegende
Osteozyten mit
- umgebender mineralisierter Matrix
C. Speziallamellen Havers Systeme
- Osteon=Havers Kanal+umgebende Zellen
? zentral: Kapillare / Venole mit Endothel
? dann: lockeres BG mit Nervenendigungen
? außen: Endost gefolgt von 5 – 20 konzentrischen Osteozytenlagen
alle Osteozyten bilden lange Fortsätze zum Lumen hin und untereinander
(Gap junctions) aus
C. dazwischen Schaltlamellen
- alte teilresorbierte „Lücken füllende“
Speziallamellen ohne Havers Kanal
C. äußere Generallamellen
- parallel längsorientierte
in riesigen Lamellen liegende
Osteozyten mit
- umgebender mineralisierter Matrix
D. Periost
- innen: Stratum osteogenicum
Zellen wie im Endost, Abgang von
Volkmann Kanälen (in Knochen ziehende Gefäße)
- außen Stratum fibrosum
straffes BG, Fasern befestigter Sehnen
ziehen als Sharpey Fasern ? Knochen
Dickenwachstum, Reparatur, gut innerviert
Mineralisation
Kalziumphosphatkristalle durch
- Überschreitung des Löslichkeitsprodukts der benötigten
Ionen
- alkalische Phosphatase in Osteozytenmembran
- Abschnürung von Cytoplasmabläschen an Osteoblastenfortsätzen
? Matrixvesikel
- dort Anreicherung der Ionen ? Kristallbildung darin
? Platzen ? Kristalle wachen weiter lagern sich Kollagenfibrillen
an
Das Endost (Terminologia histologica: Endosteum,
englisch: endosteum) bedecht die innere Oberfläche der Knochenhartsubstanz.
desmale Ossifikation = Geflechtknochenbildung
Os frontale, parietale, occipitale, maxillare, temporale (Squama),
Mandibula,
Clavicula
Mesenchymzellen ? Osteoblasten
bilden Osteoid (Proteoglykane + Kollagenfasern) ? Mineralisation
appositionelles Wachstum = Anlagerung von Außen
später Monocyten ? Osteoklasten
Knochenbildung = Ossifikation (Terminologia
histologica: Osteogenesis, englisch: osteogenesis)
chondrale Ossifikation = Ersatzknochenbildung
alle anderen Knochen
Stadien
1. im Diaphysenbereich (Röhrenknochen)
desmale Bildung einer Knochenmanschette aus osteogenen
Zellen des Perichondriums
2. unter Manschette gelegenen Knorpelzellen (innen) degenerieren (Blasenknorpel)
+ Einlagerung von Kalksalzen
3. durch Manschette hindurchsprossen Gefäße nach Innen
4. daraus austretende Monocyten ? Chondroklasten ? Abbau
5. Mesenchymzellen treten durch Löcher ? Osteoblasten oder ? Retikulumzellen
(später, für Knochenmarkbildung)
6. einwandernde Monocyten ? Osteoklasten (Raum für Knochenmark)
7. zwischen Epi- und Diaphyse entsteht Umbauzone
erst hier eigentliche enchondrale Ossifikation
Reservezone Proliferationszone mit Säulenknorpel --> Resorptionszone
mit Blasenknorpel
Eröffnungszone der Verknöcherungszone
Blasenknorpel
--> hyaline-, elastic
cartilage, connective tissue, resident
connective tissue cells, bone marrow
--> Electron microscopic atlas Overview
--> Homepage of the workshop
Most images were kindly provided by Prof. H. Wartenberg;
other images, page & copyright H. Jastrow.
