Knochen- und Knorpelgewebe: Stoffwechsel

Knochengewebe

Knochengewebe ist wie Knorpel und Zahngewebe ein Stützgewebe. Es besteht aus Zellen, die in eine extrazelluläre Matrix eingebettet sind. Diese verleiht dem Knochen eine hohe Druck- und Zugfestigkeit wie auch eine hohe Widerstandfähigkeit gegenüber Biegebeanspruchung. Die anorganischen, kristallinen Salze wiederum bewirken eine hohe physikalische Härte. Die extrazelluläre Matrix besteht aus

• organischen Substanzen

  • Kollagene vom Typ I

  • Proteoglykane

  • Glykoproteine

• anorganischen (mineralischen) Bestandteilen (z.B. Magnesium, Fluorid), vor allem aber aus Ca²⁺ und Phosphat (Hydroxylapatit).

Die Zellen des Knochengewebes sind Osteozyten, Osteoblasten und Osteoklasten. Osteozyten sind ehemalige „eingemauerte“ Osteoblasten, die metabolisch weitgehend inaktiv sind. Sie repräsentieren den Hauptanteil des Knochengewebes. Für den Umbau des Knochens sind Osteoblasten bzw. Osteoklasten verantwortlich, deren Aktivität durch Hormone (z.B. Parathormon, Östrogene, Calcitriol) und Vitamine (Vitamin C) reguliert wird. Beteiligt am Knochenabbau ist das Protein RANK-L, das über die Bindung an den Rezeptor RANK die Osteoklasten aktiviert. Diese sezernieren Proteasen (Kollagenasen, Matrix-Metalloproteasen), welche für den Abbau der organischen Knochensubstanz verantwortlich sind. Außerdem bewirken aktive Osteoklasten eine lokale Absenkung des pH-Wertes, sodass der Hydroxylapatit aufgelöst werden kann.

Knorpelgewebe

Das Knorpelgewebe wird von Chondrozyten und Chondroblasten gebildet. Es enthält Kollagene vor allem vom Typ II. Weitere Bestandteile sind Glykosaminoglykane wie Hyaluronat und Proteoglykane (Aggrecan), die ein hydratisiertes Gel bilden, das für die Druckresistenz des Knorpels verantwortlich ist.