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Stoffwechsel in Knorpel
Bewegung und Belastung sind aber nicht nur ein
wichtiger Stimulus für die Chondrozyten zur Synthese
der extrazellulären Matrix. Es hat sich auch gezeigt,
dass Bewegung und Belastung zu elektrischen und
physiko-chemischen Effekten führen, die den Trans-
port von Nährstoffen und Stoffwechselprodukten
innerhalb des Knorpels unterstützen. Durch die feh-
lende Anbindung an das Blutgefäßsystem ist diese Art
des Nährstofftransports von besonderer Bedeutung
für das Knorpelgewebe. Eine weitere Nährstoffquelle
ist die Gelenksflüssigkeit. Diese Synovialflüssigkeit
ist eine hochvisköse Flüssigkeit und besteht aus
Hyaluronsäure und Primärnährstoffen wie Vitaminen,
Mineralstoffen, Zucker und Eiweiß.
Neben dem Fehlen von Blutgefäßen ist auch noch
das Fehlen von Nervenstrukturen und Lymphgefäßen
typisch für das Knorpelgewebe. Zelluläre Reparatur-
mechanismen der Chondrozyten sind daher nach
einer Verletzung des Gewebes durch das Fehlen der
klassischen Entzündungsreaktionen sehr gering bis
nicht vorhanden. Nur bei kleinen Schäden mit einem
minimalen Verlust an extrazellulärer Matrix ist der
Knorpel zu einer Regeneration durch die Neubildung
von Proteoglykanen fähig.
Barbara Wondrasch, MSc
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KNORPEL
Barbara Wondrasch, MSc
INFO
Knorpelzusammensetzung
Wasser
stellt die größte Komponente der extrazellu-
lären Matrix dar, während sich nur ein kleiner Teil
intrazellulär befindet. Den weitaus größeren Anteil
findet man im extrazellulären und intrafibrillären
Raum. Das Wasser bzw. die Gewebsflüssigkeit besteht
aus Gasen, Proteinen, Stoffwechselprodukten und
einer großen Menge an Kationen, um ein Gleich-
gewicht zu den negativ geladenen Proteoglykanen
zu gewährleisten. Die biomechanischen Eigenschaften
von Gelenkknorpel werden durch die Interaktion des
Wasseranteils mit den Makromolekülen bestimmt
und entscheidend beeinflusst.
Kollagene
bilden ein Netzwerk für die anderen
Makromoleküle der extrazellulären Matrix und
verleihen dem Knorpel seine Form und Festigkeit.
Die im Knorpelgewebe überwiegend vorkommende
Kollagenart ist Kollagen Typ II (90-95%) und kann sehr
gut auf Druckbelastungen reagieren. Als weitere Koll-
agentypen findet man Kollagen Typ VI, IX, X und XI.
Proteoglykane
stellen ca. 25 bis 35 Prozent des
Trockengewichts von Knorpelgewebe dar und be-
stehen aus einem zentralen Proteinkern, an dem
multiple sulfatierte Glykosaminoglykane gebunden
sind. Die im Knorpelgewebe befindlichen Glykosami-
noglykane, deren Grundmolekül Glucosamin ist, sind
Hyaluronsäure, Chondroitinsulfat, Keratansulfat und
Dermatansulfat.
Nicht-kollagene Proteine und Glykoproteine
binden, wie auch die Proteoglykane, interstitielle
Flüssigkeit. Sie helfen das makromolekulare Netzwerk
zu stabilisieren, zu organisieren und die Chondrozyten
anzubinden.