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Faszinierende Knorpelarchitektur und mittendrin Elfriede, die Knorpelzelle
ОглавлениеFangen wir einmal von hinten an und blicken bei der Abb. 2 auf das Bild oben rechts. Was wir dort sehen, ist eine faszinierende Architektur, bestehend aus Kollagenfasern. Im Inneren des Knorpels bilden diese Fasern arkadenförmige Strukturen. Oben, zum Gelenkinneren hin, wo die Gelenkflächen aneinanderreiben, bilden die Kollagenfasern die sogenannte Tangentialschicht. Zwischen diesen Kollagenfasern befindet sich die extrazelluläre Matrix, in der sich unter anderem die Proteoglykane, das Lubricin und vor allem die Zellen befinden, die für das alles verantwortlich sind. Die Chondrozyten oder Knorpelzellen. Nennen wir sie Elfriede. Elfriede ist ziemlich fleißig, so wie Moritz und Max, und ebenso wie die beiden kann sie nur Chemie. Die Kollagene so geschickt zusammenzuflechten, damit sich die oben beschriebene Kollagenfaserarchitektur bildet, kann Elfriede nicht. Braucht sie auch nicht. Das schafft das Kollagen nämlich ganz von selbst, zumindest dann, wenn es richtig gemacht wird und das Timing stimmt. Dazu schauen wir uns in der Abb. 2 das Bild ganz links oben an.
Abb. 2: Elfriede und die Kollagenfasern
Die extrazelluläre Matrix. Stellen wir uns eine Luftmatratze vor. Zwei Tücher oben und unten, an den Seiten luftdicht miteinander verbunden. Pumpt man jetzt Luft rein, wird es ein Schlauch. Damit es eine Luftmatratze bleibt, müssen wir die Ober- und Unterseite mit vielen Bändern oder Zwischenwänden zusammenhalten. Diese Bänder sind unsere Kollagene. Und die Luft? Das ist unsere extrazelluläre Matrix, bestehend aus wasseraufsaugenden Substanzen, den Proteoglykanen, die sich von ganz allein aufblasen, wenn Wasser vorhanden ist. Und Wasser haben wir in unserer Gelenkflüssigkeit reichlich.
Elfriede ist gerade geboren, die Knorpelschicht beginnt sich zu entwickeln. Sie spuckt alles aus, was der Knorpel sich wünscht, verschiedenste Kollagentypen, Proteoglykane und vor allem Kollagen Typ 2, daraus bilden sich später die langen Fasern. Zunächst einmal aber wirft Elfriede einfach nur winzig kleine Fragmente in die sich bildende extrazelluläre Matrix. Allerdings können sich diese kleinen Fragmente an den Enden miteinander verbinden. So bilden sich lange Fasern. Jetzt kommen die Proteoglykane ins Spiel. Da sie das Wasser so lieben, ziehen sie es in die sich bildende extrazelluläre Matrix. Diese quillt auf, erhebt sich auf der Unterlage, dem Knochen, der Knorpel wächst. Die Kollagenfasern folgen und werden nach oben gedrückt. Aus den horizontalen, nach oben geschobenen Fragmenten bildet sich die Tangentialschicht, darunter werden die Kollagenfasern in die Länge gezogen und bilden die Bögen der Arcaden. Elfriede teilt sich wie verrückt, damit sie und ihre Kindeskinder ihrer Aufgabe gerecht werden, genügend Grundsubstanz für die wachsende Knorpelschicht zu liefern, und folgt dieser Aufwärtsbewegung. Es formiert sich die typische Säulenstruktur der Chondrozyten. Der Gelenkknorpel entsteht. Aufgrund dieser Symmetrie und vor allem wegen seiner einzigartigen Faserarchitektur nennt man diesen Gelenkknorpel den hyalinen Knorpel.