Knochengewebe ist das wichtigste Gewebe in unserem Körper. Es erfüllt viele Funktionen. Knochengewebe wird in der Histologie als eine Art Skelettbindegewebe bezeichnet, zu dem auch Knorpelgewebe gehört. Aus dem Mesenchym entwickeln sich Zellen des Skelettbindegewebes, einschließlich Knochen.
Skelettbindegewebe
Skelettbindegewebe erfüllt viele Funktionen:
- Knochen sind das Rückgrat des gesamten Organismus. Das Skelett ermöglicht es einer Person, die vollständig aus Weichteilen besteht, sich im Weltraum sicher zu fühlen.
- Dank des Skeletts können wir uns bewegen. Muskeln sind an Knochen befestigt, die wiederum Bewegungshebel bilden, mit denen Sie jede Aktion ausführen können.
- Das Depot vieler Mineralien befindet sich im Knochengewebe. Knochengewebe ist am Metabolismus von Phosphat und Calcium beteiligt.
- Hämatopoese findet in den Knochen statt, nämlich im roten Knochenmark.
Die Funktionen des Knochengewebes in der Histologie werden so definiert, dass sie mit den Funktionen aller zusammenfallenBindegewebe des Skeletts, aber dieses Gewebe hat eine Reihe einzigartiger Eigenschaften.
Das Hauptmerkmal und der Unterschied zwischen Knochengewebe und anderem Bindegewebe ist sein hoher Geh alt an Mineralien, der 70 % beträgt. Dies erklärt die Festigkeit der Knochen, denn die Interzellularsubstanz des Knochenbindegewebes befindet sich in einem festen Zustand.
Knochengewebe. Die chemische Zusammensetzung des Knochengewebes
Knochengewebe muss mit der Untersuchung seiner chemischen Zusammensetzung beginnen. Dadurch können Sie seine besonderen Eigenschaften verstehen. Der Geh alt an organischen Substanzen im Gewebe beträgt 10 bis 20%. Wasser enthält 6% bis 20%, Mineralien, wie oben erwähnt, vor allem - bis zu 70%. Die Hauptbestandteile der Mineralsubstanz des Knochens sind Calciumphosphat und Hydroxyapatite. Auch reich an Mineralsalzen.
Die Kombination organischer und anorganischer Substanzen des Knochengewebes erklärt die Festigkeit, Elastizität der Knochen und ihre Fähigkeit, schweren Belastungen standzuh alten. Gleichzeitig macht ein zu hoher Mineralstoffgeh alt die Knochen deutlich brüchig.
Die Interzellularsubstanz besteht zu 95% aus Kollagen Typ I. Organisches Material reichert sich an Proteinfasern an. Phosphoproteine tragen zur Anreicherung von Calciumionen in den Knochen bei. Proteoglykane fördern die Bindung von Kollagen an mineralische Verbindungen, deren Bildung wiederum durch alkalische Phosphatase und Osteonectin unterstützt wird, die das weitere Wachstum anorganischer Kristalle stimulieren.
Zellbestandteile
Knochenzellen reinDie Histologie wird in drei Typen unterteilt: Osteoblasten, Osteozyten und Osteoklasten. Zelluläre Komponenten interagieren miteinander und bilden ein integrales System.
Osteoblasten
Osteoblasten sind würfelförmige, ovale Zellen mit einem exzentrisch angeordneten Zellkern. Die Größe solcher Zellen beträgt etwa 15–20 Mikrometer. Organellen sind gut entwickelt, körniges EPS und der Golgi-Komplex werden exprimiert, was die aktive Synthese von exportierten Proteinen erklären kann. In der Histologie färbt sich das Zytoplasma von Zellen auf einem Knochengewebepräparat basophil an.
Osteoblasten sind auf der Oberfläche der Knochenbalken im austretenden Knochen lokalisiert, wo sie in reifen Knochen in der spongiösen Substanz verbleiben. In geformten Knochen finden sich Osteoblasten im Periost, im Endost, das den Markkanal bedeckt, im perivaskulären Raum der Osteonen.
Osteoblasten sind an der Osteogenese beteiligt. Durch die aktive Synthese und den Export von Proteinen wird eine Knochenmatrix gebildet. Dank der in der Zelle aktiven alkalischen Phosphatase kommt es zu einer Anreicherung von Mineralien. Vergessen Sie nicht, dass Osteoblasten die Vorläufer von Osteozyten sind. Osteoblasten sezernieren Matrixvesikel, deren Inh alt die Bildung von Kristallen aus Mineralien in der Knochenmatrix auslöst.
Osteoblasten werden in aktive und ruhende unterteilt. Aktive nehmen an der Osteogenese teil und produzieren Matrixkomponenten. Ruhende Osteoblasten mit einer endostalen Membran schützen den Knochen vor Osteoklasten. Ruhende Osteoblasten können aktiviert werden, wennKnochenanpassung.
Osteozyten
Osteozyten sind reife, gut differenzierte Zellen des Knochengewebes, die sich einzeln in Lücken, auch Knochenhöhlen genannt, befinden. Ovale Zellen mit zahlreichen Fortsätzen. Die Größe der Osteozyten beträgt ungefähr 30 Mikrometer in der Länge und bis zu 12 in der Breite. Der Kern ist länglich und befindet sich in der Mitte. Chromatin wird kondensiert und bildet große Klumpen. Organellen sind schlecht entwickelt, was die geringe synthetische Aktivität von Osteozyten erklären könnte. Zellen sind durch Prozesse durch Zellkontakte von Verknüpfungen miteinander verbunden und bilden Syncytium. Durch die Prozesse findet ein Stoffaustausch zwischen Knochengewebe und Blutgefäßen statt.
Osteoklasten
Osteoklasten stammen im Gegensatz zu Osteoblasten und Osteozyten aus Blutzellen. Osteozyten entstehen durch die Verschmelzung mehrerer Promonozyten, weshalb einige Autoren sie nicht als Zellen betrachten und sie als Symplasten klassifizieren.
Osteoklasten sind ihrer Struktur nach große, leicht verlängerte Zellen. Die Zellgröße kann von 60 bis 100 µm variieren. Das Zytoplasma kann sowohl oxyphil als auch basophil angefärbt werden, alles hängt vom Alter der Zellen ab.
Es gibt mehrere Zonen in einer Zelle:
- Basal, enthält die Hauptorganellen und Zellkerne.
- Rüschenrand aus Mikrovilli, die den Knochen durchdringen.
- Vesikuläre Zone mit knochenabbauenden Enzymen.
- Helle Adhäsionszone zur Förderung der Zellfixierung.
- ZoneResorption
Osteoklasten zerstören Knochengewebe, sind am Knochenumbau beteiligt. Die Zerstörung der Knochensubstanz, oder anders gesagt, die Resorption, ist ein wichtiger Schritt der Umstrukturierung, gefolgt von der Bildung einer neuen Substanz mit Hilfe von Osteoblasten. Die Lokalisation von Osteoklasten fällt mit dem Vorhandensein von Osteoblasten zusammen, in Vertiefungen auf den Oberflächen von Knochenbalken, im Endost und Periost.
Periost
Das Periost besteht aus Osteoblasten, Osteoklasten und osteogenen Zellen, die an Knochenwachstum und -reparatur beteiligt sind. Das Periost ist reich an Blutgefäßen, deren Äste sich um den Knochen legen und in dessen Substanz eindringen.
In der Histologie ist die Klassifikation von Knochengewebe nicht sehr umfangreich. Stoffe werden in grobfaserige und lamellare unterteilt.
Grobes faseriges Knochengewebe
Grobes faseriges Knochengewebe tritt hauptsächlich bei einem Kind vor der Geburt auf. Bei einem Erwachsenen verbleibt es in den Nähten des Schädels, in den Zahnbläschen, im Innenohr, an den Stellen, an denen die Sehnen an den Knochen befestigt sind. Grobfaseriges Knochengewebe in der Histologie wird durch den Vorgänger von lamellär bestimmt.
Gewebe besteht aus chaotisch angeordneten dicken Bündeln von Kollagenfasern, die sich in einer Matrix aus anorganischen Stoffen befinden. In der Interzellularsubstanz befinden sich auch Blutgefäße, die eher schwach entwickelt sind. Osteozyten befinden sich in der Interzellularsubstanz in den Lakunen- und Kanalsystemen.
Lamelläres Knochengewebe
Alle Knochen des erwachsenen Körpers, mit Ausnahme der Sehnenansatzstellen und Bereiche der Schädelnähte, bestehen aus LamellenknochenBindegewebe.
Im Gegensatz zu grobfaserigem Knochengewebe sind alle Bestandteile des Lamellengewebes strukturiert und bilden Knochenplatten. Kollagenfasern innerhalb einer Platte haben eine Richtung.
Es gibt zwei Arten von Lamellenknochengewebe in der Histologie - schwammig und kompakt.
Schwammige Materie
In der schwammartigen Substanz sind die Platten zu Trabekeln, den strukturellen Einheiten der Substanz, zusammengefasst. Bogenförmige Platten liegen parallel zueinander und bilden avaskuläre Knochenbalken. Die Platten sind entlang der Richtung der Trabekel selbst orientiert.
Trabekel sind in verschiedenen Winkeln miteinander verbunden und bilden eine dreidimensionale Struktur. In den Lücken zwischen den Knochenbalken befinden sich Knochenzellen, die diese Substanz porös machen, was den Namen des Gewebes erklärt. Die Zellen enth alten rotes Knochenmark und Blutgefäße, die den Knochen versorgen.
Schwammsubstanz befindet sich im inneren Teil der flachen und schwammigen Knochen, in den Epiphysen und inneren Schichten der tubulären Diaphyse.
Kompakte Knochenmasse
Die Histologie von lamellärem Knochengewebe sollte gut untersucht werden, da diese Art von Knochengewebe am komplexesten ist und viele verschiedene Elemente enthält.
Knochenplatten in einer kompakten Substanz sind kreisförmig angeordnet, sie werden ineinander gesteckt und bilden einen dichten Haufen, in dem es praktisch keine Lücken gibt. Als strukturelle Einheit wird das Osteon, gebildetKnochenplatten. Datensätze können in mehrere Typen unterteilt werden.
- Äußere allgemeine Platten. Sie befinden sich direkt unter dem Periost und umschließen den gesamten Knochen. Bei schwammigen und flachen Knochen kann nur durch solche Platten kompakte Substanz ausgedrückt werden.
- Osteonplatten. Dieser Plattentyp bildet Osteone, konzentrische Platten, die um die Gefäße liegen. Osteon ist das Hauptelement der kompakten Substanz der Diaphysen in Röhrenknochen.
- Einsatzplatten, die die Überreste zerfallender Platten sind.
- Allgemeine Innenlamellen umgeben den Markraum mit gelbem Knochenmark.
Die kompakte Substanz ist in der Oberflächenschicht von flachen und schwammigen Knochen, in der Diaphyse und in den oberflächlichen Schichten der Epiphyse von Röhrenknochen lokalisiert.
Der Knochen ist mit Periost bedeckt, das Kambialzellen enthält, wodurch der Knochen an Dicke zunimmt. Das Periost enthält auch Osteoblasten und Osteoklasten.
Unter dem Periost liegt eine Schicht äußerer Hauptplatten.
In der Mitte des Röhrenknochens befindet sich die mit Endost bedeckte Markhöhle. Endost ist mit inneren allgemeinen Platten bedeckt, die ihn in einen Ring einschließen. Spongiosa-Trabekel können an die Markhöhle angrenzen, sodass die Platten an manchen Stellen weniger ausgeprägt sein können.
Zwischen der äußeren und der inneren Schicht der allgemeinen Platten befindet sich die Osteonschicht des Knochens. In der Mitte jedes Osteons befindet sich ein Havers-Kanal mit einem Blutgefäß. Haverssche Kanäle kommunizieren miteinander über transversale Volkmann-Kanäle. Der Raum zwischen den Platten und dem Gefäß wird perivaskulär genannt, das Gefäß ist mit lockerem Bindegewebe bedeckt, und der perivaskuläre Raum enthält Zellen, die denen des Periosts ähnlich sind. Der Kanal ist von Schichten von Osteonplatten umgeben. Die Osteone wiederum sind durch eine Resorptionslinie, die oft als Sp altung bezeichnet wird, voneinander getrennt. Auch zwischen den Osteonen befinden sich interkalierte Platten, die das Restmaterial der Osteone sind.
Zwischen den Osteonplatten befinden sich Knochenlücken mit eingeschlossenen Osteozyten. Die Prozesse der Osteozyten bilden Tubuli, durch die Nährstoffe senkrecht zu den Platten zu den Knochen transportiert werden.
Kollagenfasern machen es möglich, Knochenkanäle und Hohlräume unter dem Mikroskop zu sehen, da mit Kollagen ausgekleidete Bereiche braun gefärbt sind.
In der Histologie auf dem Präparat wird Lamellenknochengewebe nach Schmorl gefärbt.
Osteogenese
Osteogenese ist entweder direkt oder indirekt. Die direkte Entwicklung erfolgt aus dem Mesenchym, aus den Zellen des Bindegewebes. Indirekt - von Knorpelzellen. In der Histologie wird die direkte Osteogenese von Knochengewebe vor der indirekten betrachtet, da es sich um einen einfacheren und älteren Mechanismus handelt.
Direkte Osteogenese
Die Schädelknochen, kleinen Handknochen und andere flache Knochen entwickeln sich aus dem Bindegewebe. Bei dieser Art der Knochenbildung können vier Stadien unterschieden werden
- Bildung der Skelettanlage. Im ersten Monat dringen stromale Stammzellen aus Somiten in das Mesenchym ein. Es kommt zu einer Zellvermehrung, Anreicherung des Gewebes mit Gefäßen. Unter dem Einfluss von Wachstumsfaktoren bilden Zellen Cluster von bis zu 50 Stück. Zellen scheiden Proteine aus, vermehren sich und wachsen. In Stromastammzellen beginnt der Differenzierungsprozess, sie werden zu osteogenen Vorläuferzellen.
- Osteoidstadium. In osteogenen Zellen kommt es zu Proteinsynthese und Glykogenakkumulation, die Organellen werden größer, sie funktionieren aktiver. Osteogene Zellen synthetisieren Kollagen und andere Proteine, wie z. B. knochenmorphogenetisches Protein. Mit der Zeit vermehren sich die Zellen weniger häufig und differenzieren sich zu Osteoblasten. Osteoblasten sind an der Bildung der interzellulären Substanz beteiligt, die arm an Mineralien und reich an organischer Substanz ist, dem Osteoid. In diesem Stadium erscheinen Osteozyten und Osteoklasten.
- Osteoidmineralisierung. An diesem Prozess sind auch Osteoblasten beteiligt. In ihnen beginnt die alkalische Phosphatase zu wirken, deren Aktivität zur Ansammlung von Mineralien beiträgt. Im Zytoplasma erscheinen Matrixvesikel, die mit dem Protein Osteocalcin und Calciumphosphat gefüllt sind. Mineralien haften aufgrund von Osteocalcin an Kollagen. Trabekel nehmen zu und bilden, sich miteinander verbindend, ein Netzwerk, in dem Mesenchym und Gefäße noch vorhanden sind. Das resultierende Gewebe wird als primäres Membrangewebe bezeichnet. Das Knochengewebe ist grobfaserig und bildet die primäre Spongiosa. In diesem Stadium wird das Periost aus dem Mesenchym gebildet. In der Nähe der Blutgefäße des Periosts erscheinen Zellen, die dann am Wachstum und der Regeneration des Knochens beteiligt sind.
- Die Bildung von Knochenplatten. In diesem Stadium gibt esErsatz von primärem membranösem Knochengewebe durch lamelläres. Osteone beginnen, die Lücken zwischen den Trabekeln zu füllen. Osteoklasten dringen aus den Blutgefäßen in den Knochen ein, die darin Hohlräume bilden. Es sind Osteoklasten, die einen Hohlraum für das Knochenmark schaffen und die Form des Knochens beeinflussen.
Indirekte Osteogenese
Indirekte Osteogenese tritt während der Entwicklung von Röhren- und Schwammknochen auf. Um alle Mechanismen der Osteogenese zu verstehen, müssen Sie sich mit der Histologie von Knorpel- und Knochenbindegewebe auskennen.
Der gesamte Prozess kann in drei Schritte unterteilt werden:
- Bildung des Knorpelmodells. In der Diaphyse werden die Chondrozyten nährstoffarm und bilden Blasen. Die freigesetzten Matrixbläschen führen zu einer Verkalkung des Knorpelgewebes. In der Histologie sind Knorpel- und Knochengewebe miteinander verbunden. Sie fangen an, sich gegenseitig zu ersetzen. Das Perichondrium wird zum Periost. Chondrogene Zellen werden osteogen, die wiederum zu Osteoblasten werden.
- Bildung von primärer Spongiosa. Anstelle des knorpeligen Modells tritt raues faseriges Bindegewebe auf. Außerdem bildet sich ein perichondraler Knochenring, eine knöcherne Manschette, an der Osteoblasten unmittelbar an der Stelle der Diaphyse Trabekel bilden. Aufgrund des Auftretens einer Knochenmanschette wird die Knorpelernährung unmöglich und die Chondrozyten beginnen abzusterben. Knorpel- und Knochengewebe sind in der Histologie eng miteinander verbunden. Nach dem Tod von Chondrozyten bilden Osteoklasten Kanäle von der Peripherie des Knochens bis in die Tiefe der Diaphyse, entlang denen sich Osteoblasten, osteogene Zellen und Blutgefäße bewegen. Die endochondrale Ossifikation beginnt und geht schließlich in eine Epiphyse über.
- Wiederaufbau des Fabrics. Primäres grobes Fasergewebe wird allmählich lamellar.
Wachstum und Entwicklung von Knochengewebe
Das Knochenwachstum beim Menschen dauert bis zu 20 Jahre. Der Knochen wächst durch das Periost in die Breite, durch die metaepiphysäre Wachstumsfuge in die Länge. In der Metaepiphysenfuge kann man die Zone des Ruheknorpels, die Zone des Säulenknorpels, die Zone des Blasenknorpels und die Zone des verkalkten Knorpels unterscheiden.
Viele Faktoren beeinflussen das Knochenwachstum und die Knochenentwicklung. Dies können Faktoren der inneren Umgebung, Umweltfaktoren, Mangel oder Überschuss an bestimmten Stoffen sein.
Wachstum wird begleitet von der Resorption alten Gewebes und dessen Ersatz durch neues junges. In der Kindheit wachsen Knochen sehr aktiv.
Das Knochenwachstum wird von vielen Hormonen beeinflusst. Zum Beispiel stimuliert Somatotropin das Knochenwachstum, aber mit seinem Übermaß kann Akromegalie auftreten, mit einem Mangel - Zwergwuchs. Insulin ist für die richtige Entwicklung von osteogenen und stromalen Stammzellen unerlässlich. Sexualhormone beeinflussen auch das Knochenwachstum. Ihr erhöhter Geh alt in jungen Jahren kann zu einer Verkürzung der Knochen durch eine frühe Verknöcherung der Metaepiphysenfuge führen. Ihr reduzierter Geh alt im Erwachsenen alter kann zu Osteoporose führen und die Knochenbrüchigkeit erhöhen. Das Schilddrüsenhormon Calcitonin führt zur Aktivierung von Osteoblasten, Parathyrin erhöht die Zahl der Osteoklasten. Thyroxin beeinflusst die Ossifikationszentren, Hormone der Nebennieren - die Regenerationsprozesse.
Knochenwachstum hatbeeinflussen auch einige Vitamine. Vitamin C fördert die Kollagensynthese. Bei Hypovitaminose kann eine Verlangsamung der Regeneration des Knochengewebes beobachtet werden, die Histologie in solchen Prozessen kann helfen, die Ursachen der Krankheit herauszufinden. Vitamin A beschleunigt die Osteogenese, Sie sollten vorsichtig sein, denn bei Hypervitaminose kommt es zu einer Verengung der Knochenhöhlen. Vitamin D hilft dem Körper Kalzium aufzunehmen, mit Beriberi werden Knochen verbogen. Gleichzeitig wird das gebildete plastische Knochengewebe in der Histologie mit dem Begriff Osteomalazie begleitet, und solche Symptome sind auch charakteristisch für Rachitis bei Kindern.
Den Knochen umformen
Im Prozess der Restrukturierung wird grobfaseriges Bindegewebe durch Lamellengewebe ersetzt, die Knochensubstanz erneuert und der Mineralstoffgeh alt reguliert. Durchschnittlich werden 8 % der Knochensubstanz pro Jahr erneuert, wobei die Spongiosa 5-mal intensiver erneuert wird als die Lamellen. In der Histologie von Knochengewebe wird den Mechanismen des Knochenumbaus besondere Aufmerksamkeit geschenkt.
Restrukturierung umfasst Resorption, Gewebezerstörung und Osteogenese. Mit zunehmendem Alter kann die Resorption überwiegen. Dies erklärt Osteoporose bei älteren Menschen.
Der Umstrukturierungsprozess besteht aus vier Phasen: Aktivierung, Resorption, Reversion und Formation.
Regeneration von Knochengewebe wird in der Histologie als eine Art Knochenumbau betrachtet. Dieser Prozess ist sehr wichtig, aber vor allem können wir ihn beschleunigen, wenn wir die Faktoren kennen, die den Regenerationsprozess beeinflussen, was im Falle von Knochenbrüchen sehr wichtig ist.
Kenntnisse der Histologie und des menschlichen Knochengewebes sind sowohl für Ärzte als auch für gewöhnliche Menschen nützlich. Das Verständnis einiger Mechanismen kann auch im Alltag helfen, zum Beispiel bei der Behandlung von Knochenbrüchen, bei der Prävention von Verletzungen. Die Struktur des Knochengewebes in der Histologie ist gut untersucht. Dennoch ist das Knochengewebe noch lange nicht vollständig erforscht.
