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Knorpel – Schicht für Schicht
ОглавлениеDer Gelenkknorpel lässt sich aufgrund der Anordnung der faserartigen Bausteine des Kollagens in vier Schichten unterteilen. Das ist das offensichtlichste Unterscheidungsmerkmal. Wenn Sie aber genauer hinschauen, erkennen Sie, dass die einzelnen Zonen sich in weiteren Eigenschaften unterscheiden: durch Größe, Form der Zellen, Orientierung der Zellen und Fasern zur Gelenkfläche sowie die metabolische Aktivität.
Kollagenfibrillen sind die Bausteine der Kollagenfasern. Sie sind im Elektronenmikroskop aufgrund der Querstreifung als Bänderungsmuster zu erkennen. Sie bestehen aus Bündeln langer, fadenförmiger Eiweißstrukturen (jeweils drei ineinander verdrehte Aminosäurenketten).
Wenn Sie an die Architektur einer Arkade denken, können Sie sich das Fasergefüge vorstellen: Die Kollagenfibrillen steigen vom Knochen ausgehend in Richtung Gelenkoberfläche auf. Vor dem Erreichen der Oberfläche biegen sie sich, um anschließend fast parallel zur Gelenkoberfläche zu verlaufen. Eine zweite Biegung folgt und sie erstrecken sich wieder in Richtung Knochen. Vom Gelenkspalt Richtung Knochen folgen diese vier Zonen aufeinander:
1 In der oberflächlichen Knorpelzone verlaufen die Kollagenfibrillen so, dass sie die gekrümmte Oberfläche an nur einem Punkt berühren. Sie können dadurch Zugspannungen auffangen. Auch die Knorpelzellen sind parallel zur Gelenkoberfläche ausgerichtet. Sie bilden eine kollagenreiche Gitterstruktur aus.
2 In der zweiten Schicht, die als Übergangszone bezeichnet wird, biegen sich die Kollagenfibrillen um. In diesem Bereich sind die Knorpelzellen rundlicher als in der oberflächlichen Knorpelzone und finden sich häufig gruppiert vor.
3 Die breiteste Schicht des Gelenkknorpels ist die tiefe Zone, die Radiärzone. Hier verlaufen die Kollagenfibrillen quasi senkrecht zur Gelenkoberfläche. Ebenso sind die Funktionseinheiten des Knorpelgewebes, die aus ein oder mehreren Knorpelzellen bestehen, vertikal ausgerichtet. Die Radiärzone ist von der darauf folgenden Mineralisierungszone durch eine Grenzlinie getrennt. Sie fällt durch eine intensivere Färbung auf, die möglicherweise durch einen besonders hohen Proteoglykangehalt zustande kommt. Die Grenzlinie teilt den nichtmineralisierten vom mineralisierten Knorpel ab.
4 Die Mineralisierungszone stellt eine Übergangszone vom hyalinen Knorpel zum subchondralen Knochen dar, in die die Kollagenfibrillen einstrahlen. In dem Gewebe außerhalb der Zellen sind viele Kalziumphosphatkristalle enthalten. Diese Zone hat eine besonders bedeutende Funktion, indem sie für die Übertragung der Druckbelastungen vom Knorpel auf den Knochen sorgt.