Bindegewebe: Zellen und extrazelluläre Matrix

Bindegewebe: Einführung

Bindegewebestörungen: Die Zellen des Bindegewebes sind Makromoleküle der extrazellulären Matrix (EZM) und bilden spezialisierte Strukturen wie Knorpel, Sehnen, Knochen und Bänder. Sie regulieren das Verhalten benachbarter Zellen durch direkten Kontakt und Einflussnahme auf deren Differenzierung, Wachstum, Migration und Form. Die Bindegewebszellen synthetisieren die Matrix, die die Zellen umgibt und stützt.

Bindegewebe: Stützgewebe

Die Zellen des Stützgewebes sind in großer Zahl vorhanden und in die Matrix eingebettet. Sie bestimmen Aufbau und Funktion des Gewebes, wobei die Zellen einen prädominanten Bestandteil darstellen.

1. Mesenchymzellen

Mesenchymzellen sind morphologisch spindelförmige Zellen mit langen, dünnen Fortsätzen, die Kontakte bilden. Im Embryo ist das Mesenchym weit verbreitet; im Erwachsenen bleiben einige multipotente Mesenchymzellen erhalten, die sich vor allem in der Nähe der Blutgefäße befinden und als Adventitiazellen bezeichnet werden. Ihre Funktion ist die Bildung eigener Zellen. Funktionell zeichnen sie sich durch eine hohe Mitoserate und die Fähigkeit zur Differenzierung aus.

2. Fibroblasten

Konzept und Ort: Fibroblasten sind die häufigsten Zellen des Bindegewebes und für die Synthese der extrazellulären Matrix verantwortlich. Aus ihnen gehen nahezu alle anderen Bindegewebszellen hervor.

Struktur: In Kultur zeigen sie eine spindelförmige Morphologie mit großem, zentralem Zellkern und basophilem Zytoplasma.

Funktion: Sie synthetisieren Matrix, widerstehen Schädigungen, teilen sich aktiv und nehmen an der Geweberegeneration teil. Sie können sich in Histiozyten, Adipozyten, glatte Muskelzellen u. a. umwandeln.

Typen: Myofibroblasten besitzen Merkmale von Fibroblasten und glatten Muskelzellen. Sie finden sich unter anderem in der Nebennierenkapsel, im Hoden und in den Samenkanälchen.

Perizyten: Sie befinden sich an Kapillaren und Venolen und liegen der Basallamina der Kapillare bzw. Venole an.

3. Chondroblasten und Chondrozyten (Knorpelzellen)

Konzept und Lage: Chondroblasten sind die Zellen des Knorpelgewebes, die die spezifische Matrix synthetisieren. Aktiv synthetisierende Zellen werden als Chondroblasten bezeichnet, eingeschlossene Zellen als Chondrozyten. Ihr Ursprung ist ektodermal.

Struktur: Chondroblasten sind epitheloid und umgeben sich mit intrazellulärer Substanz. Chondroblasten besitzen eine rundlich-ovale Morphologie mit zentralem Zellkern und lockerem Chromatin. Chondrozyten zeigen ein variables Aussehen und befinden sich in Chondroplasten (Lakunen) innerhalb derselben Matrix. Alle Zellen einer Gruppe (isogene Gruppe) gehen aus einer Chondroblastenteilung hervor.

4. Osteoblasten und Osteozyten (Knochenzellen)

Konzept und Lage: Osteoblasten sind Zellen, die sich im Knochengewebe bilden. Sie scheiden Knochenmatrix aus, die rasch durch Ablagerung von Kalziumphosphat mineralisiert.

Struktur: Osteoblasten haben ein epitheloides Aussehen und sind stoffwechselaktiv. Sie liegen an der Knochenoberfläche. Osteozyten sind Zellen mit langen, schmalen Fortsätzen, einem ovalen Zellkern und einem lysosomenreichen Zytoplasma. Sie sind an der Osteolyse und der Regulation des Phosphor-Kalzium-Gleichgewichts beteiligt.

5. Zellen zur Bildung der Zahnhartgewebe

• Ameloblasten: Schmelz
• Odontoblasten: Dentin
• Zementoblasten: Zement

Sie stammen, mit Ausnahme der Ameloblasten, aus dem Mesoderm bzw. Ektoderm.

Makromoleküle der extrazellulären Matrix

a) Faserproteine

1. Kollagen:

Konzept und Allgemeines: Kollagen ist durch einen hohen Anteil der Aminosäuren Glycin, Prolin und Hydroxyprolin gekennzeichnet. Kollagenmoleküle bestehen biochemisch aus Untereinheiten, den Tropokollagenen. Diese besitzen eine helikale Struktur aus drei α-Polypeptidketten, die umeinander gewunden sind.

Typen:

• Typ I: 2 α1- und 1 α2-Kette. Kommt in tiefen Sehnen und Organen vor und zeichnet sich durch große Zugfestigkeit aus.
• Typ II: 3 α1-Ketten. Kommt im Knorpel vor und bildet nur dünne Fasern.
• Typ III: 3 α1-Ketten. Kommt in der Haut vor und bildet retikuläre Fasern.
• Typ IV: 3 α-Ketten. Findet sich in den Basallaminae.
• Typ V: 2 α1-, 1 α2- und 1 α3-Kette. Bildet dünne Fasern, die diffus im Gewebe verteilt sind.
• Typ VI: 3 α-Ketten. Bildet feine Fibrillen.
• Typ VII: Eine kurze Fibrillenstruktur, die in Basalplatten der Haut verankert ist.

Synthese: Die Kollagensynthese beginnt in den Zellen (Fibroblasten, Chondroblasten, Osteoblasten). Die Tropokollagen-Untereinheiten werden anschließend außerhalb der Zelle zu Fibrillen polymerisiert und zu dickeren Fasern zusammengelagert. Die Bildung erfolgt an den Enden des Moleküls.

Kollagenfasern: Sie erscheinen weiß und verlaufen wellenförmig. Sie sind sehr zugfest, flexibel und geringfügig elastisch. Sie finden sich im Stützgewebe von Organen, die großen Zugkräften ausgesetzt sind. Die Fasern bestehen aus Fibrillen mit charakteristischer Querstreifung.

Retikuläre Fasern: Kollagen, umhüllt von Glykoproteinen und Lipiden, bildet dünne Fasern, die sich zu Netzwerken verbinden. Sie finden sich vor allem in lymphatischem Gewebe und in Organen.

2. Fibrillin: Fibrillin ist ein Glykoprotein, das die wichtigste Komponente der extrazellulären Mikrofibrillen bildet. Es wird in Verbindung mit Elastin sezerniert und zu elastischen Fasern organisiert. Nachweisbar ist es vor allem in den Glomeruli der Niere und in der Milz.