Gewebe

Knochenaufbau: Osteoblasten und Osteozyten

Wie Osteoblasten die Knochenmatrix aufbauen und mineralisieren und wie aus ihnen die vernetzten Osteozyten entstehen.

Prüfungsrelevanz: gut zu wissen ✓ gelesen
Das Wichtigste in Kürze5 Punkte
  • Knochen ist ein Bindegewebe aus Kollagen Typ I und eingelagertem Hydroxyapatit, aufgebaut von Osteoblasten und durchzogen von Osteozyten.
  • Osteoblasten sind einkernige Zellen auf der Knochenoberfläche und bilden Knochenmatrix.
  • Osteoblasten sezernieren zuerst das unmineralisierte Osteoid und wirken danach an seiner Mineralisation mit.
  • Osteozyten entstehen aus Osteoblasten, die in die Knochenmatrix eingemauert wurden.
  • Osteozyten sind über Zellausläufer in Knochenkanälchen untereinander und mit Osteoblasten an der Oberfläche verbunden.

Worum es geht

Knochen ist ein Bindegewebe mit verkalkter Matrix. Er entsteht durch Zellen, die diese Matrix selbst bilden und darin eingeschlossen werden. Wer das versteht, kann später auch Knochenumbau und die Wirkung knochenwirksamer Arzneistoffe einordnen.

Knochengewebe im Überblick

Wie jedes Bindegewebe besteht Knochen aus Zellen und reichlich Extrazellulärmatrix. Die Matrix hat zwei Anteile. Der organische Anteil besteht vor allem aus Kollagen Typ I. Es verleiht Zugfestigkeit und eine gewisse Elastizität. Der mineralische Anteil besteht überwiegend aus Hydroxyapatit (\(\ce{Ca10(PO4)6(OH)2}\)). Diese Calciumphosphat-Kristalle machen den Knochen druckfest und hart. Man kann sich das wie Stahlbeton vorstellen: Die Kollagenfasern sind die Armierung, das Mineral ist der Beton.

Drei Zelltypen arbeiten am Knochen. Osteoblasten bauen Matrix auf. Osteozyten liegen eingeschlossen im fertigen Knochen. Die mehrkernigen Osteoklasten bauen Knochen wieder ab.

💡 Merke

Osteoblast baut, Osteoklast klaut: Der Blast bildet Knochen, der Klast baut ihn ab.

Osteoblasten

Osteoblasten sind einkernige, knochenbildende Zellen. Sie sitzen in einer Reihe auf der Knochenoberfläche und sind dort kubisch geformt. Darin unterscheiden sie sich von den mehrkernigen Osteoklasten.

Osteoblasten sezernieren zunächst eine noch unmineralisierte Knochenmatrix. Sie heißt Osteoid und besteht vor allem aus Kollagen Typ I. Im Schnitt erscheint sie als heller Saum zwischen den Zellen und dem verkalkten Knochen.

Anschließend wirken die Osteoblasten an der Mineralisation dieser organischen Matrix mit. Sie stellen dafür Enzyme wie die alkalische Phosphatase bereit und reichern Phosphat lokal an. So lagert sich Hydroxyapatit zwischen die Kollagenfasern ein. Aus Osteoid wird harter Knochen. Woher Calcium und Phosphat im Blut kommen, regeln Hormone.

Schema mit Osteoblastenreihe, Osteoidsaum und verkalktem Knochen, darin ein Osteozyt mit feinen Ausläufern.

Knochenanbau an der Oberfläche: Osteoblasten bilden Osteoid, das anschließend mineralisiert; eingemauerte Osteoblasten werden zu Osteozyten.

Osteozyten

Osteozyten gehen aus Osteoblasten hervor. Ein Osteoblast umgibt sich nach und nach selbst mit Matrix. Ist er schließlich in die Knochenmatrix eingemauert, wird er zum Osteozyten. Er liegt dann in einer kleinen Höhle, der Lakune.

Trotz der Einmauerung bleibt der Osteozyt nicht isoliert. Er bildet lange, feine Zellausläufer. Diese ziehen durch winzige Knochenkanälchen (Canaliculi) im verkalkten Knochen. Über die Ausläufer stehen Osteozyten untereinander und mit den Osteoblasten an der Oberfläche in Kontakt. An den Berührungsstellen verbinden Gap Junctions die Zellen. So entsteht ein Netzwerk, über das Nährstoffe und Signale durch den harten Knochen gelangen.

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Aussage 1

Osteozyten sind in ihren Lakunen voneinander isoliert und haben keinen Kontakt zu den Osteoblasten der Oberfläche.

Osteozyten sind über Zellausläufer in Knochenkanälchen untereinander und mit den Osteoblasten an der Oberfläche verbunden.

Aussage 2

Osteoblasten sind wie Osteoklasten mehrkernige Zellen.

Osteoblasten sind einkernig. Mehrkernig sind nur die knochenabbauenden Osteoklasten.

Aussage 3

Das von Osteoblasten zunächst gebildete Osteoid ist noch nicht mineralisiert.

Osteoid ist die unmineralisierte organische Matrix. Erst danach lagert sich unter Mitwirkung der Osteoblasten Hydroxyapatit ein.

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