Knochen: Eigenschaften

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1 Knochen: Eigenschaften bilden Stützgerüst des Körpers stabil gegen Zug, Druck, Biegung und Drehung eines der härtesten Gewebe wichtigster Mineralspeicher des Körpers Kalziumstoffwechsel

2 Knochen: Aufbau Knochenzellen IZS Fasern - Mineralien + Hydratationswasser - organische Grundsubstanz - Kollagen Typ I

3 Knochen: Interzellularsubstanz Mineralien: 50% - Hydroxylapatit [Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ]: 85% - Magnesium, Kalium, Eisen, Fluor - Carbonat Grundsubstanz (Osteoid): 25% - Kollagen Typ I (90%) - andere Proteine: - Osteonectin - Osteocalcin - Proteoglycane, Glycosaminoglycane - Lipide Hydratationswasser: 25% -um Hydroxylapatitkristalle

4 Knochenhaut: Periost sensibel innerviert außen: - Fibroblasten - kollagene und elastische Fasern innen: Cambium - Vorläuferzellen - Osteoblasten -Gefäße

5 Faserknochen geflechtartige Anordnung der Kollagenfasern entwicklungsgeschichtlich ältere Knochenform tritt während der Neubildung von Knochen auf: - bei der Knochenentwicklung - wird später meist zu Lamellenknochen - bei der Knochenbruchheilung permanente Faserknochen: - Verbindungen Sehnen/Bänder zu Knochen - knöcherne Labyrinthkapsel (Innenohr) - äußerer Gehörgang - Felsenbein - Nahtränder der Schädelknochen - Proc. coronoideus der Mandibula

6 Lamellenknochen kollagene Fasern (Typ I) als Lamellen angeordnet - Dicke: 3-7µm - deutlich voneinander abgesetzte Schichten Faserverlauf: - schraubenförmig -in Nachbarlamellen gegensinnig (ca. 90 ) - einige Fasern bilden Verbindung zur Nachbarlamelle - formieren sich um Knochenkanälchen (Havers-Kanäle) Außenzone: Substantia compacta Innenzone: Substantia spongiosa

7 Struktureinheit: Osteone zentral: Havers-Kanal ( : µm) - Blutkapillaren - sympatische Nervenfasern Verbindung nach außen und untereinander: Volkmann-Kanäle (keine Lamellenhülle!) - umgeben von 5-20 Speziallamellen - zwischen den Lamellen in Lakunen: - Osteozyten - dünne Fortsätze in Canaliculi Zellen sind miteinander verbunden - Transport in den Kanälchen über Interzellularflüssigkeit interzellulärer Stoffaustausch

8 Knochenwachstum Osteoklasten - bauen innen Knochen ab Osteoblasten - fügen außen Knochenmaterial an

9 Knochen: Zellen Vorläuferzellen Osteoblasten Osteozyten Osteoklasten

10 Osteozyten in der Knochenmatrix eingemauert liegen in Lakunen durch gap junctions in Verbindung interzellulärer Stoffaustausch bis 15 Zellen weit Funktionszustände: osteoblastisch: - Erhaltung der Grundsubstanz - gefördert durch Calcitonin und Vitamin D Speicherung von Kalziumphosphat Einbau von Kalzium osteolytisch: - Freisetzung von Kalzium aus den Knochen - gefördert durch Parathormon

11 Osteoklasten entstehen aus Promonozyten Prä-Osteoklasten gefördert durch Parathormon und 1,25 Vitamin D fusionieren diese zu Osteoklasten vielkernige und große Zelle (bis 100 Kerne) bauen Knochen ab (Parathormon, Calcitonin ) - sezernieren dazu Säure und Proteasen - 1 Osteoklast baut das Synthesematerial von 100 Blasten ab liegen in Howship-Lakunen (= Resorptionslakunen)

12 Knochenbildung desmale Ossifikation Mesenchym Knochengewebe enchondrale Ossifikation Mesenchym Knorpelvorlage Knochengewebe

13 Primäre Ossifikation: desmal häufigste Art der Knochenbildung: - perichondriale Manschetten aller Röhrenknochen - platte Schädelknochen -meistegesichtsknochen - Teile der Scapula und des Schlüsselbeins

14 Primäre Ossifikation: Ablauf Mesenchymzellen wandeln sich um in Osteoblasten - liegen wie einschichtiges Epithel am Rand von neuen Knochenbälkchen - scheiden Osteoid und Fasern aus - dieses wird mineralisiert die Osteoblasten mauern sich z.t. selbst ein werden zu Osteozyten - diese stehen über Ausläufer miteinander in Verbindung

15 Sekundäre Ossifikation: chondral 1. Vorlage aus hyalinem Knorpel 2. Bildung einer Knochenmanschette an der Diaphyse Faserknochen 3. darunterliegende Knorpelzellen werden hyperplastisch: Blasenknorpel - ihre Interzellularsubstanz beginnt zu verkalken 4. die Knochenmanschette zwingt die darunterliegenden Knorpelzellen zu einer säulenförmigen Anordnung Säulenknorpel - Wachstumszone, Proliferationszone - Ursache für Längenwachstum 5. Gefäße dringen in die Diaphyse ein: - bringen Chondroklasten in die Region des Blasenknorpels - diese lösen die Knorpelsubstanz auf - die verkalkten Zonen bleiben erhalten Bildung der Eröffnungszone

16 Sekundäre Ossifikation: Teil II 6. Gefäße transportieren Osteoblasten hinein - diese lagern sich an die verkalkten Knorpelreste - scheiden Osteoid aus Knochenbälkchen 7. Umbau in Lamellenknochen in den Epiphysen ähnliche Entwicklung, jedoch kein Säulenknorpel Epiphysenfugen verkalken erst am Ende des Wachstums Knochenkerne typisch für Altersstufe