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Anatomie & Physiologie Dozent: Christian Kaldewey – Kurs 2006 Die Entwicklung des Knochengwebes erfolgt auf zwei verschiedenen Wegen: Direkt = desmale.

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Präsentation zum Thema: "Anatomie & Physiologie Dozent: Christian Kaldewey – Kurs 2006 Die Entwicklung des Knochengwebes erfolgt auf zwei verschiedenen Wegen: Direkt = desmale."—  Präsentation transkript:

1 Anatomie & Physiologie Dozent: Christian Kaldewey – Kurs 2006 Die Entwicklung des Knochengwebes erfolgt auf zwei verschiedenen Wegen: Direkt = desmale Ossifikation aus Mesenchymzellen Indirekt = chondrale Ossifikation über Bildung von hyalinem Knorpel Der Knochen besteht aus: Grundsubstanz (Matrix) die Zusammensetzung hängt vom Alter ab. Durchschnittlich: 20-30% aus Wasser (nimmt mit dem Alter ab) 25% organischen Substanzen (Osteoid) besteht vor allem aus Kollagen und Glykosaminoglykanen 45-60% aus Mineralien (anorganischen Substanzen) (50% Phosphat und 35% Kalzium) Verschiedenen Zellen – Osteoblasten, Osteozyten und Osteoklasten Knochengewebe bildet einen Speicherort für Mineralien so sind 99% des Kalziums und 75% des Phosphats unseres Körpers in den Knochen gespeichert. Knochengewebe Grundstruktur

2 Anatomie & Physiologie Dozent: Christian Kaldewey – Kurs 2006 Im Gegensatz zum Knorpel ist der Knochen weder schneid- noch biegbar. Er weist aber eine sehr hohe Druck- und Zugfestigkeit auf. Zugfestigkeit durch die Kollagenfasern Druckfestigkeit durch anorganische Kalksalze (Kalzium), die in Kristallform vorliegen und parallel zu den Kollagenfasern verlaufen. Bei Reibung kann die Knochenhaut (Periost) geschädigt und abgebaut werden. Um dies zu vermeiden ist der Knochen im Bereich der Gelenke mit hyalinem Knorpel überzogen. Die Speicherfunktion des Knochens wird über Hormone gesteuert. Bei einem erniedrigten Blut-Kalzium-Spiegel wird Kalzium aus dem Knochen freigesetzt. Hormone zur Steuerung sind: Parythyrin (Parathormon) – stimuliert die Osteoklasten zum Knochenabbau und somit zur Freisetzung von Kalzium Kalzitonin – hemmt die Osteoklasten und erhöht somit die Kalziumeinlagerung in den Knochen Knochengewebe Grundstruktur

3 Anatomie & Physiologie Dozent: Christian Kaldewey – Kurs 2006 Die Entwicklung von Knochen geschieht auf zwei unterschiedliche Arten: (In beiden Fällen wird zunächst Geflechtsknochen gebildet, der mit wenigen Ausnahmen während der weiteren Entwicklung durch Lamellenknochen ersetzt wird.) Knochengewebe Die Entwicklung Indirekt = chondrale Ossifikation über Bildung von hyalinem Knorpel (Mehrheit der Knochen) Direkt = desmale Ossifikation aus Mesenchymzellen (Schädeldach, Gesicht, Teile des Schlüsselbeins)

4 Anatomie & Physiologie Dozent: Christian Kaldewey – Kurs 2006 Knochengewebe Die Entwicklung – desmale Ossifikation Läßt am Schaft aller Röhrenknochen eine Knochenmanschette entstehen Sie beginnt mit einer Verdichtung und starken Kapillarisierung des Mesenchyms. Die Mesenchymzellen wandeln sich durch Vergrößerung in Knochenvorläuferzellen mit großem ovalen Kern und viel Zytoplasma um Durch weitere Vergrößerung der Zellen und Vermehrung der Zellorganellen (RER, Golgi- Apparat, Mitochondrien) und Ausbildung von Fortsetzen entstehen schließlich Osteoblasten Die Osteoblasten produzieren Tropokollagen und Proteoglykane, die in den Interzellularraum abgegeben werden. Extrazellulär entstehen Kollagenfasern, die in eine homogene Grundsubstanz, Osteoid, eingebettet sind Außerdem geben Osteoblasten Matrixbläschen ab, die Ca ++ und PO 4 -Ionen aber auch alkalische Phosphatase und Pyrophosphatase enthalten. In den Vesikeln kommt es zur Bildung von Kalziumphosphatkristallen. Nach Ruptur der Vesikel wirken das freigesetzte Kalziumphosphat und andere Ionen als Keimbildner an der Oberfläche von Kollagenfasern. Schließlich kommt es zur Umwandlung von Kalziumphosphat zu Hydroxylapatitkristallen. Der so entstandene Knochen entspricht einem verkalkten, faserreichen Bindegewebe und ist Geflechtknochen.

5 Anatomie & Physiologie Dozent: Christian Kaldewey – Kurs 2006 Knochengewebe Die Entwicklung – chondrale Ossifikation In den meißten Fällen ist ein Modell aus hyalinem Knorpel der Vorläufer eines Knochens. Der Umbau des Knorpels zum Knochen erfolgt bei Röhrenknochen in zwei Schritten: Ausbildung einer perichondralen Knochenmanschette, die an der Oberfläche der Diaphyse ensteht Sie wird von osteogenen Zellen des Perichondriums (nach Knochenbildung = Periost) gebildet Einer enchondralen Ossifikation (Ersatzknochenbildung) bei der das Knorpelmodell abgebaut und durch Geflechtknochen ersetzt wird. Dieser wird später zu Lamellenknochen umgebaut. Der Abbau des Knorpels beginnt unter der perichondralen Knochenmanschette Er beginnt mit der Hypertrophierung der Knorpelzellen bei der sogenannter Blasenknorpel entsteht. Dieser geht teilweise zugrunde und in die verbleibende Knorpelsubstanz lagern sich Kalksalze ein. Gleichzeitig dringen aus dem dichten Bindegwebe an der Oberfläche der Knochenanlage Gefäße und Mesenchymzellen durch die Knochenmanschette hindurch.

6 Anatomie & Physiologie Dozent: Christian Kaldewey – Kurs 2006 Knochengewebe Die Entwicklung – chondrale Ossifikation Einige der Mesenchymzellen werden zu Chondroklasten und bauen den Knorpel ab, die Mehrheit wird aber zu Osteoblasten die an der Oberfläche der Knorpelreste Geflechtsknochen bilden. Es resultiert ein Bälkchenwerk aus Geflechtknochen (primäres Ossifikationszentrum) Die Räume zwischen den Bälkchen werden von Blutgefäßen und Mesenchym ausgefüllt – dies bezeichnet man als primäres Knochenmark. Etwa ab den 5. Embryonalmonat wandeln sich die Mesenchymzellen hier in Retikulumzellen und Blutvorläuferzellen um. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die Blutbildung und es wird von sekundärem Knochenmark gesprochen. Die Knochenbälkchen im Bereich der Knochenmanschette werden im Laufe der Zeit durch Osteoklasten abgebaut. Dadurch erweitert sich die Knochenmarkshöhle bis zu einer Umbauzone zwischen Diaphyse und Epiphyse. In der Umbauzone läßt sich eine Zonengliederung erkennen. Jede Zone einem Entwicklungsschritt während der chondralen Verknöcherung. Es folgen von der Epiphyse her:

7 Anatomie & Physiologie Dozent: Christian Kaldewey – Kurs 2006 Knochengewebe Die Entwicklung – chondrale Ossifikation Umbauzone In der Umbauzone läßt sich eine Zonengliederung erkennen. Jede Zone einem Entwicklungsschritt während der chondralen Verknöcherung. Es folgen von der Epiphyse her: Reservezone Sie besteht aus hyalinem Knorpel Proliferationszone Hier teilen sich die Knorpelzellen lebhaft und ordnen sich säulenartig in der Längsachse des Knochens an – daher spricht man auch von Säulenknorpel Die Interzellularsubstanz nimmt ab. Resorptionszone Diaphysenwärts werden die Knorpelzellen immer größer. Es liegt Blasenknorpel vor. Die Interzellularsubstanz beschränkt sich auf schmale Septen und weist Kalkeinlagerungen auf. Verknöcherungszone Die Knorpelzellen gehen entweder zugrunde oder werden aus ihren Knorpelhöhlen durch Chondroklasten freigesetzt. In der Knorpelgrundsubstanz kommt es zu Kalkeinlagerungen. Auf den verbliebenen Knorpelspangen bilden die Osteoblasten die Geflechtknochen

8 Anatomie & Physiologie Dozent: Christian Kaldewey – Kurs 2006 Knochengewebe Die Entwicklung – chondrale Ossifikation Umbauzone Abbildungen aus Anatomie Schiebler, Schmidt, Zilles – Springer Verlag und Anatomie Kurzlehrbuch Moll – Urban & Fischer Verlag


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