Knochensystem

Besonderheiten: sehr feste Substanz durch Mineralisation (fibrilläres Bindegewebe, Formbeständigkeit), hohe Druck-, Zug- und Biegefestigkeit, große Formbeständigkeit Vorkommen: Skelett

Zusammensetzung: Wasser (10-22%)

Organische Substanz: Osteoid (Osteoblasten scheiden mineralstoffreiche Grundsubstanz (Osteoid) aus und umhüllen sich dadurch. Durch Einlagerung von Mineralstoffe ins Osteoid entsteht die feste verkalkte Knochensubstanz (Ossein), Interzellularsubstanz enthält kollagene Fasern , Glykosaminoglykane und Mineralstoffe

Anorganische Substanz: Wichtigstes Mineral der Interzellularsubstanz ist Hydroxylapatit. Dieses besitzt eine Kristallgitterstruktur, darin sind Mineralstoffe eingelagert, die z.T. austauschbar sind. Ca kann bei Bedarf herausgelöst werden und später an der gleichen Stelle des‚ Kristalls wieder ersetzt werden. Außerdem gehören Karbonate, Flouride, Mg, Na, Pb und S zur anorganischen Substanz des Knochens.

Die Substanz zwischen den Zellen, außerhalb der Zellemembranen; Bausubstanz zwischen den Zellen.Die Interzellularsubstanz ist abhängig von den Gewebearten unterschiedlich aufgebaut. Beim Knochengewebe setzt sie sich aus kollagenen Fasern, Glykosaminoglykanen und Mineralstoffen zusammen.

Osteon ist die Einheit aus einem Haverschen Kanal (Havers-Kanal) und die konzentrischen Lamellen, die den Kanal umgeben (Havers-Lamellen). Die Osteone verlaufen parallel zur Knochenachse.

In der Interzellularsubstanz sind die Mineralstoffe v.a. in der Form von Hydroxylapatiten eingelagert. Einzelne Komponenten der Hydroxylapatite sind herauslösbar bzw. austauschbar. So kann z.B. Calcium aus dem Knochen gelöst werden und genutzt werden. Im Skelett sind 99% des Calciums im Körper gebunden.

Kurze Knochen: sind aus geflechtartigen Knochen (Spongiosa) und der bedeckenden Kortikalis aufgebaut

Platte Knochen: sind aus geflechtartigen Knochen (Spongiosa) und der bedeckenden Kortikalis aufgebaut

Röhrenknochen: sind aus einem Mittelstück (Schaft, Diaphyse) und zwei Endstücken (Epiphysen) aufgebaut. Im Inneren befindet sich die Markhöhle mit Knochenmark. Der Diaphysen-Bereich wird umgeben von der Kompakta. Die Spongiosa ist auf die Endstücken beschränkt und wird von der Kortikalis umgeben. Der gesamte Knochen ist bedeckt mit dem Periost.

Spongiosa: innerer Bereich der Knochensubstanz, bei Röhrenknochen auf die Endstücke beschränkt.

Kortikalis: äußerer Bereich der Knochensubstanz, dünnere Knochenrinde im Bereich der Spongiosa.

Periost: Knochenhaut, liegt dem Knochen auf.

Kompakta: äußerer Bereich der Knochensubstanz; dickere Knochenrinde im Bereich der Diaphyse.

Gelenkknorpel Knochenhaut (Periost) Epiphyse (mit Kortikalis und Spongiosa) Epiphysenfuge bzw. Epiphysenlinie (Übergang Epiphyse zu Diaphyse) Metaphyse Diaphyse

Kortikalis: äußerer Bereich der Knochensubstanz, dünnere Knochenrinde im Bereich der Spongiosa (Endabschnitte) der Röhrenknochen sowie als Knochenrinde der kurzen und platten Knochen

Periost: Knochenhaut, liegt dem Knochen auf. Die Knochenhaut besteht aus straffem Bindegewebe (Fibrosa) und einer Kambiumschicht (Osteoblastenzone). Kollagene Faserbündel, Sharpey-Fasern und Blutgefäße dringen vom Periost aus in den Knochen ein, sodass eine enge Verbindung zwischen dem Knochen und der Knochenhaut entsteht

Kompakta: äußerer Bereich der Knochensubstanz; dickere Knochenrinde im Bereich der Diaphyse der Röhrenknochen. Die Kompakta enthält parallel zur Knochenachse verlaufende, lamellenartig angeordnete Osteone.

Die Diaphyse ist das Mittelstück (der Schaft) des Röhrenknochens, die Epiphysen sind die zwei Endstücke dieses Knochens. Zwischen der Diaphyse und der Epiphyse befinden sich als Übergang vom Ende ausgehend zunächst die Epiphyenfuge, die Metaphyse schließt sich in Richtung Diaphyse an. An den knorpligen Epiphysenfugen findet das Längenwachstum der Röhrenknochen statt. Nach Abschluss des Wachstums schließt sich die Epiphysenfuge, es entsteht eine Epiphysenlinie.

Medulläres Knochengewebe dient als Reserveknochenmark, das nur bei weiblichen Vögeln ungefähr 10-14 Tage vor dem Legebeginn gebildet wird. Es fungiert als Calcium-Speicher für den Ausgleich von Mineralstoffschwankungen in der Nahrung während der Legezeit. In der Legephase wird viel Calcium für die Eierschalenbildung benötigt, welches nicht komplett durch die Nahrung aufgenommen werden kann. Die Bildung wird durch Geschlechtshormone (Östrogen) gesteuert, die auch eine vermehrte Resorption von Calcium und Phosphor aus dem Verdauungstrakt fördern.

Knochenmark besteht aus retikulärem Gewebe. In dem Gewebe sind Stammzellen für Blutkörperchen sowie deren Tochterzellen eingelagert. Das Knochenmark befindet sich in den Markhöhlen. Bei Jungtieren ist das Knochenmark Ort der Blutbildung und wird rotes Knochenmark genannt. Mit steigendem Alter wandelt sich das Knochenmark der Diaphysenbereiche zu gelblichem Fettmark um. Die Blutbildung ist dann auf die Spongiosa begrenzt, das Knochenmark ist hier lebenslang hämatopoetisch aktiv. Sehr alte und abgemagerte Tiere resorbieren das Fett aus dem Knochenmark, sodass Gallertmark entsteht. Fettmark kann sich teilweise in rotes Knochenmark zurückwandeln (z. B. bei starkem Blutverlust).

Beim Knochenwachstum unterscheidet man die direkte (desmale) und die indirekte (chondrale) Osteogenese. Bei der direkten Knochenbildung entstehen Knochen aus Mesenchymzellen, die sich zu Osteoblasten (Knochenvorläuferzellen) weiterentwickeln. Osteoblasten bilden Osteoid (mineralstofffreie Interzellularsubstanz), in das Mineralstoffe eingelagert werden, sodass der Knochen mineralisiert. Im Anschluss wandeln sich die Osteoblasten um in Osteozyten (Knochenzellen). Beispielsweise werden einige Kopfknochen durch die desmale Osteogenese hergestellt. Bei der indirekten Osteogenese wird ein schon vorher angelegtes, aber knorpelig gebildetes Skelettstück über längere Zeit durch Knochengewebe ersetzt. Die Knochenbildung aus hyalinem Knorpel erfolgt im übrigen Skelett. Die chondrale Osteogenense wird unterteilt in enchondrale (Längenwachstum) und perichondrale (Dickenwachstum) Osteogenese.

Perichondrale Osteogenese: Das Dickenwachstum geht von der Knochenhaut (dem Periost) aus und beginnt am Schaft der Röhrenknochen. Wenn der Knorpel durch Osteoblasten ersetzt wird, bildet sich ein fester Knochenmantel um die Diaphyse

Enchondrale Osteogenese: Das Längenwachstum findet in der Epiphysenfuge der Röhrenknochen statt, wobei die Epiphysenfuge als Verknöcherungszentrum dient. Der zunächst aufgebaute Knorpel wird wieder abgebaut (durch Chondroklasten) und durch Knochensubstanz ersetzt. Mit Abschluss des Knochenwachstums schließt sich die knorpelige Epiphysefuge.

Ist das Wachstum abgeschlossen, finden weiterhin Umbauvorgänge im Knochen statt, wobei Auf- und Abbau normalerweise in einem Gleichgewicht stehen. Der Aufbau erfolgt durch Osteoblasten, die zu Osteocyten reifen, der Abbau durch Osteoklasten. Die Umbauvorgänge werden durch die Hormone Parathormon, Calcitonin, Östrogen und Androgen sowie durch Vitamin D3 gesteuert. Parathormon fördert den Knochenabbau, Calcitonin und Vitamin D3 den Knochenaufbau

Längenwachstum findet durch die enchondrale Osteogenese in der Epiphysenfuge statt. Die knorpelige Epiphysenscheibe (trennt Diaphyse von Verknöcherungszentren) dient als Ausgangspunkt der enchondralen Osteogenese. Zunächst wird Knorpel aufgebaut: Vermehrung und Vergrößerung der Knorpelzellen, die Grundsubstanz bilden. Die Grundsubstanz wird mineralisiert und die Knorpelzellen gehen zu Grunde. Durch den Knorpelabbau entstehen Hohlräume, in die über Blutgefäße Osteoblasten einwandern. Die Osteoblasten bilden Osteoid, welches mineralisiert wird.

Breitenwachstum findet durch die perichondrale Osteogense an der Knochenhaut statt. Im Schaft der Röhrenknochen bilden Osteoblasten eine homogene Grundsubstanz und Fibrillen. Die Osteoblasten werden dann von Hydroxylapatitkrsitallen umschlossen ( Mineralisation). Osteoblasten wandeln sich in Osteozyten um.

Calcitonin ist ein Hormon, welches in der Schilddrüse gebildet wird und den Knochenumbau beeinflusst. Es hemmt die Osteoklastentätigkeit und fördert so die Knochenbildung. Durch Calciumanbau im Knochensystem und eine erhöhte Ausscheidung von Calcium über die Nieren senkt Calcitonin den Blutcalciumspiegel.