# Bindegewebsarten ## Kollagenes Bindegewebe ### geformtes straffes Bindegewebe - parallele Ausrichtung der kollagenen Fasern - Ausrichtung entsteht durch wiederholte Belastung in die gleiche Richtung - schlechte Vaskularisation - Sehnen, Bänder, Aponeurosen ### ungeformtes straffes Bindegewebe - kollagene Netzwerke mit unausgerichteten Fasern, die sich während Belastung entfalten - bei Strukturen, die in unterschiedliche Richtungen belastet werden - Kapseln, Faszien, intramuskuläres-, intraneurales Bindegewebe - unter pathologischen Bedingungen (v.a. Immobilisation) entstehen pathologische Crosslinks und Kontrakturen entstehen - durch Mobilisation werden Fibroblasten zur Freisetzung von Kollagenase angeregt, welches pathologische Crosslinks abbaut (Carano et al 1996) ## Knorpelgewebe ### Bandscheiben / Diskus intervertebralis - ist Faserknorpel - von C2/C3 bis L5/S1 - nimmt pro Segment um 11% an Dicke zu und erreicht in der LWS 7-10mm - erreicht ihre Reife zwischen dem 21. und 25. Lebensjahr. Die Beschaffenheit ändert sich dann im Lauf des Lebens von weiß, gelartig und fast durchscheinend zu gelbbraun, eingetrocknet und unelastisch, wobei die Grenze zwischen Nukleus und Anulus immer diffuser wird und der Nukleus in höherem Alter fibrosiert und dann teilweise ganz verschwindet - der Turnover des Kollagens der Bandscheibe wird von einigen Autoren auf über 100 Jahre datiert, sodass ein Teil der Fasern schon von Geburt an vorliegen #### Funktion - Absorption von Kompressions- und Stoßkräften durch Bindung von Wasser an die Grundsubstanz (Formstabilität) - wandelt Druckkräfte auf den Nukleus um in Zugkräfte auf den Anulus - erlaubt Bewegung zwischen den Wirbelkörpern - hält die Ligamente der Wirbelsäule unter Spannung und wirkt somit stabilisierend #### Aufbau - Komponenten: Fibroblasten (-zyten), Chondroblasten (-zyten), Fibrochondroblasten und extrazelluläre Matrix mit viel Grundsubstanz, Wasser und einigen elastischen Fasern (ca. 2%) - Nukleus pulposus und Anulus fibrosus lassen sich nicht deutlich trennen, der Übergang ist fließend - äußere Schale, innere Schale, zentraler Nukleus - Schalen aus jeweils 15-25 Laminae, bei denen die kollagenen Fasern schrägverlaufend (60°) angeordnet sind und sich von Lamina zu Lamina kreuzen. Hierdurch können Kräfte aus allen Richtungen absorbiert werden. - Außen sind die Fasern geformt und organisiert. Die Ausrichtung nimmt nach Innen immer weiter ab, bis hin zu einem ungeformten Bindegewebe im Nukleus. - bei Bewegungen wandert der Kern nicht. Es bewegt sich lediglich Wasser von einem Bereich mit hohem Druck zu einem mit niedrigerem - im äußeren Bereich befindet sich vor allem Kollagen Typ I, im inneren Typ  II. Der Nukleus enthält sehr viel Grundsubstanz mit gebundenem Wasser. Der Anulus besteht vorwiegend aus kollagenen Fasern. - die hyalinknorpeligen Deckplatten sind fest mit der Bandscheibe verbunden. Sie sind ca. 1 mm dick und ähnlich der Epiphysenfuge aufgebaut. Durch Diffusion und Osmose wird die Bandscheibe über die Deckplatten versorgt. Im Laufe des Alters kalzifizieren die Deckplatten, was die Degeneration des Diskus begünstigt. - im Äußeren Bereich verbindet sich der Anulus direkt mit den Wirbelkörpern. - die Bandscheibe wird nur randständig durchblutet (Anulus mit Fibroblasten und viel Kollagen). Im Innern liegen Chondroblasten ohne Blutversorgung - obwohl der Diskus nur in kleinen Teilen durchblutet wird, ist er über Diffusion und Osmose gut mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt und somit grundsätzlich adaptionsfähig. - bei Erwachsenen sind ca. über 50% der Zellen nekrotisch - die Grundsubstanz kann ihre maximale Aufnahmekapazität für Wasser nicht ausschöpfen, weil dies durch das kollagene Netzwerk verhindert wird (vergl. Degeneration, Protrusion) #### Durchblutung - die äußeren Schichten versorgen sich über Gefäße in den Longitudinalbändern und Anastomosen aus Arterien der Wirbelkörper - für die Versorgung der Bandscheibe im frühen Lebensalter besitzt die Deckplatte kleine Kanäle mit Gefäßen, die sich später wieder zurückbilden. Die Kanäle bleiben bestehen und bilden Schwachstellen im Wirbelkörper (vergl. Morbus Scheuermann und Schmorl´sche Knötchen - Eintritt von Bandscheibenmaterial in den Wirbelkörper) - die Nährstoffversorgung der zum allergrößten Teil avaskulären Bandscheibe erfolgt über Diffusion und Osmose aus den Deckplatten - die Durchblutung der Deckplatten nimmt mit dem Alter ab, da diese langsam verknöchern - nach einem Prolaps ist die Bandscheibe im Verletzungsgebiet sehr reich kapillarisiert #### Innervation - das gesamte äußere Drittel der Bandscheibe ist innerviert - anterior: R. ventralis ; posterior: R. meningeus (recurrens ; sinuvertebralis) - die Innervation ist multisegmental (über drei Segmente) - die Bandscheibe enthält Propriozeptoren, insbesondere in dem Bereich, in dem sie mit dem M. Iliopsoas verwachsen ist #### Transportmechanismen - die Bandscheibe ist viskoelastisch und permeabel, sodass sich einerseits Wasser innerhalb von Stellen mit hohem zu Stellen mit niedrigem Druck bewegt, andererseits aber auch bei Belastung von den Bandscheiben in die Wirbekörper und bei Entlastung wieder zurück - bei Belastungswechseln nehmen ca. 70% des Wassers an Transportvorgängen teil - bei Entlastung hydriert sich die Bandscheibe vor allem über die Wirbelkörper, bei Belastung dehydriert sie. Die maximale Menge an Wasser, die die Bandscheibe verlassen kann ist abhängig von der Verformungskraft, den Abstoßungskräften der Glykosaminoglykane und der Bindungskraft der Matrix - der Wasserverlust in einer gesunden Bandscheibe beträgt während des Tages ca. 10-12%, bei einer degenerierten ca. 25% - Diffusion und Osmose können unabhängig vom Wassertransport ablaufen, und zwar deutlich schneller #### Bandscheibendegeneration - die größte Beeinträchtigung für die Funktion und Stabilität der Bandscheibe ist eine chronische Unterbelastung, v.a. durch Sitzen, oder andauernde einseitige Belastungen bei bestimmten Tätigkeiten - die Synthese an Grundsubstanz nimmt ab durch den Mangel an stimulierenden Be-/Entlastungsreizen, ausbleibender piezoelektrischer Aktivität und ungenügendem Transport von Nährstoffen (vergl. Nutritious Movement) und Abfallprodukten (z.B. Laktat) - die Verformbarkeit (Formstabilität) wird größer und die Wasserbindungsfähigkeit und Viskosität nimmt ab, was eine stärkere Belastung der kollagenen Fasern zur Folge hat. Es kommt zur Höhenminderung. - durch Höhenminderung nähern sich die Wirbelkörper an, die Facettgelenke schieben sich ineinander und die Ligamente entspannen sich, wodurch die Stabilität des Segmentes abnimmt. Durch vergrößerte translatorische Mobilität sind der Diskus und die Gelenke zusätzlicher mechanischer Belastung ausgesetzt - der Metabolismus der Bandscheibe ist vorwiegend anaerob, sodass viel Laktat anfällt, mit der höchsten Konzentration im Nukleus. Das Laktat senkt den pH-Wert und dieser ist in einer degenerierten Bandscheibe nochmals niedriger, wodurch die Syntheseaktivität der Chondrozyten nachlässt und die Grundsubstanz abnimmt. Die Aktivität der grundsubstanzabbauenden Enzyme nimmt dagegen zu - mit zunehmendem Alter kalzifizieren die Deckplatten, wodurch die Durchlässigkeit abnimmt (Diffusion und Osmose) und die Bandscheibe aufgrund abnehmender Nährstoffversorgung zunehmend physiologisch degeneriert. Zellen synthetisieren mit dem Alter vermehrt Keratansulfat, das ein geringeres Bindungsvermögen hat, wodurch die Bandscheibe zusätzlich eintrocknet - die Organisation und Ausrichtung der kollagenen Fasern im Anulus wird schlechter und das ursprünglich geformte wandelt sich zu ungeformtem Bindegewebe. Das Kollagen wird steifer. Es entstehen im Lauf des Alters Risse im Anulus und daraufhin zu verstärkter Kapillarisierung und Bildung von Granulationsgewebe - durch das Austrocknen der Bandscheibe treten im fortgeschrittenen Alter fast keine Protrusionen oder Prolapse mehr auf. Prolapse in höherem Alter bestehen vorwiegend aus Anulus- und Deckplattenmaterial - Osteochondrose (Spondylose): dünner werden der Deckplatten mit Verknöcherung, Sklerosierung des subchondralen Knochens, Höhenminderung der Bandscheibe, Hyperplasie der Facettgelenke und Facettgelenksarthrose, Spondylophytenbildung - im Zuge von Verletzungen der Bandscheibe kommt es in den Folgemonaten aufgrund der Freisetzung der Entzündungsmediatoren zu verstärkter Degeneration - weitere begünstigende Faktoren für die Degeneration der Bandscheibe: - Körpergröße und Übergewicht (BMI>25) - Arteriosklerose - schwere körperliche Arbeit (v.a. aufgrund von Repetitive Strain Injuries) - Rauchen und Nikotin #### Adaptionsvermögen und Wundheilung - es wird vielfach behauptet, dass der Diskus nicht zur Heilung fähig sei, da ein Großteil des Gewebes avaskulär ist. Es bilde sich dann höchstens Ersatz- oder Narbengewebe im Sinne von Reparationsprozessen - dies werde immer häufiger bestritten, da selbst der zentrale Bereich des Diskus durch Diffusion aus den Deckplatten gut mit Sauerstoff versorgt sei und die vorhandenen Bindegewebszellen gute synthetisierende Aktivitäten zeigten, wofür jedoch entsprechend physiologische und an die Wundheilung angepasste Belastungsreize von Nöten seien, wie bei anderen Gewebe auch. Vor allem im Anulus-Bereich käme es nach Verletzungen zu starker Angiogenese und dem Ablauf der klassichen bindegewebigen Wundheilung. #### Unterschiede der BWS-Disci - deutlich weniger Masse - ist viel geringeren Belastungen ausgesetzt durch die Stabilisierung durch den Thorax #### Unterschiede der HWS-Disci - keine so deutliche Lamellenstruktur - ist anderen Belastungen ausgesetzt, auch weil die Rotationsachsen für Flex/Ex nicht im Bereich der Bandscheiben liegen, sondern im anterioren Bereich des unteren Wirbelkörpers - physiologische Risse durchziehen die Disci - liegen eingebettet in der Schalenartigen Form der Grundplatten mit den lateral hochstehenden Proc. uncinati ### Knochengewebe - besteht zu 60% aus Kalziumsalzen, zu 30% aus kollagenen Fasern und zu 10% aus Wasser, Zellen und Gefäßen - aufgrund der Mineralisierung finden keine Diffusionsprozesse statt, weshalb der Knochen aber sehr gut vaskularisiert ist - die Matrix des Knochens bindet vor allem, statt an Wasser, an Kalzium ### Funktionen - tragend  - Wirbelsäule, Becken, Ober-/Unterschenkel, Füße - schützend - Thorax, Schädel, Spinalkanal etc. - formgebend - Thorax, Becken, Schultergürtel, Schädel - bewegend - über Gelenke und Ansatzflächen für Muskulatur - produzierend - bilden Blutzellen im Knochenmark - speichernd - Kalzium (Muskelkontraktion z.B. v.a. auch des Herzmuskels ; Blutgerinnung ; Funktion vieler Enzyme ; Impulsweiterleitung und Reizbarkeit von Nerven- und Muskelmembranen) - Phosphat (Aufbau von ATP) ### Aufbau - Röhrenknochen - Diaphyse in der Mitte, als Rohr bestehend aus Kompakta bzw. Kortikalis am Rand, mit Knochenmark im Zentrum - Epiphysen proximal und distal mit dünner Schicht Kompakta und darunter Spongiosa - Metaphyse jeweils zwischen Epi- und Diaphyse, die bis zum Ende des Wachstums als Wachstumsscheibe oder Epiphysenfuge bezeichnet wird - kurze Knochen - bestehen hauptsächlich aus Spongiosa, umgeben von einer dünnen Schicht Kompakta - flache Knochen - fast nur aus Kompakta bestehend #### Diaphyse - muss hauptsächlich Biege- und Rotationskräfte abfangen, weshalb sie ein stabiles Rohr aus Kompakta darstellt - die Kompakta besteht aus einzelnen Lamellen, die parallel zur Knochenoberfläche, bzw. zur Knochenlängsachse angeordnet sind. Auch innerhalb der Lamellen verlaufen die kollagenen Fasern parallel zueinander und zur Diaphyse - kollagene Fasern der einzelnen Schichten sind Lamelle für Lamelle entgegengesetzt spiralig angeordnet, um Rotationskräften aus verschiedenen Richtungen zu widerstehen - Lamellen sind mit 3 bis 7 Mikrometer sehr dünn und meist zirkulär um Haver’sche Kanäle aufgebaut, durch die Nerven und Gefäße ziehen - als Osteone werden einzelne Haver’sche Kanäle mit ihrem Inhalt (Endost ; Kapillargefäße ; perivaskulärer Raum ; Nerven ; Bindegewebszellen) und den angrenzenden Haver’schen Lamellen bezeichnet. Osteone sind getrennt durch Schalt- oder interstitielle Lamellen - Volkmann’sche Kanäle verbinden die Haver’schen Kanäle schräg und waagerecht zur Längsachse mit der Markhöhle und dem Periost - der Hohlraum des Schaftes ist mit Knochenmark gefüllt und dient der Blutbildung. Im Lauf der Jahre wird es durch Fettgewebe ersetzt und verliert seine blutbildende Funktion #### Epiphyse - in diesem Bereich eines Röhrenknochens liegen hauptsächlich Druckbelastungen vor - die kollagenen Fasern der vorliegenden Spongiosa verlaufen in Richtung der Kraft- und Belastungslinien (Trabekelstruktur) - die Trabekelstruktur ist besonders anpassungsfähig und ständig im Umbau #### Periost - besteht aus zwei Schichten und kleidet den Knochen aus - äußere fibröse Schicht enthält elastische Fasern und Fasern vom Typ I und dient als Insertionsstelle für Bänder, Sehnen und Kapseln - die innere osteogene Schicht (Kambium), ist reich an Zellen und Gefäßen und in der Lage Knochen zu bilden - Sharpey-Fasern fixieren das Periost am Knochen #### Endost - ist einschichtig, sehr dünn, reich an Gefäßen und Nerven und zieht über die Volkmann’schen Kanäle ins Innere des Knochens ## Fettgewebe ## embryonales Gewebe ## retikuläres Gewebe # Funktionen von Bindegewebe - Abwehrfunktion - über mobile Immunzellen - metabolische Funktion - informierende Funktion - mechanische Funktion - verbindend (Sehnen ; Bänder ; Kapseln ; Aponeurosen) - stützend (Knochen) - schützend (Gehirn im Schädel ; Herz/Lunge im Thorax ; Absorption von Kräften der Bandscheibe ; …) # Zusammensetzung des Bindegewebes ## zelluläre Substanz Die unten dargestellte Einteilung ist nur Schematisch. Jedes Bindegewebe des Körpers hat seine eigenen spezialisierten Zellen, die als z.B. fibroblast-artig oder chondroblast-artig beschrieben werden kann. Genauer wäre eine Unterscheidung in z.B. Meniskuszellen, Zellen des Nucleus pulposus, Sehnenzellen etc. ### -Zyten - produziert während physiologischer Umbauprozesse nur so viele Matrixbestandteile, wie auch abgebaut werden ; Erhalt des status quo - kleiner und schmaler - Eselsbrücke: ZZZZZzzzz ruhend ### -Blasten - produziert im Zug von Wachstum oder Wiederherstellung deutlich mehr Matrixbestandteile, als während der Umbauprozesse abgebaut werden ; hohe Syntheserate - das Gewebe wird dicker, länger, kräftiger oder mobiler - großes endoplasmatisches Retikulum, großer Golgi-Apparat, viele Mitochondrien, großer Nukleus, große zytoplasmatische Ausläufer - Fibro- und Osteoblasten brauchen ein alkalisches Milieu (hoher pH-Wert = hoher Sauerstoffgehalt des Gewebes), Chondroblasten dagegen ein saures (schlecht durchblutetes Gewebe) - Eselsbrücke: blasten / bauen ### fixe Zellen - entwickeln sich aus (undifferenzierten) Mesenchymzellen #### Fibroblasten / -zyten - in gut durchblutetem alkalischem Gewebe (hoher pH-Wert = hoher Sauerstoffgehalt) - produzieren kollagene und elastische Fasern - synthetisieren Grundsubstanz (PGs ; GAGs) und verschiedene nichtkollagene Proteine (Verbindungs-/Vernetzungsproteine) - können phagozytieren mithilfe einiger weniger Lysosomen - können in geringen Mengen Kollagenase freisetzen. Kollagenase löst die verschiedenen Crosslinks zwischen und innerhalb der kollagenen Moleküle auf #### Myofibroblasten - spezielle Fibroblasten mit eingelagerten Aktinfilamenten und Myosinproteinen - sie sind kontraktil und ziehen im Zuge der Wundheilung die Wundränder zusammen (Wundkontraktion) #### Chondroblasten / -zyten - in nicht/schlecht durchblutetem saurem Gewebe (niedriger pH-Wert = niedriger Sauerstoffgehalt) - im Knorpel ausschließlich, außerdem in Bereichen des Diskus Vertebralis sowie anderer Disken und Menisken - an Insertionsstellen von Bändern und Sehnen am Knochen sowie in einigen Sehnen und Bändern, die erhöhtem Druck ausgesetzt sind (Lig. transversum atlantae ; Lig. anulare radii ; Ansatz des M. biceps brachii an der Tuberositas radii) - Stoffaustausch (Nährstoffe ; Sauerstoff ; Abfallprodukte) über Diffusion und Osmose, statt über eine direkte Durchblutung #### Osteoblasten / -zyten - in sehr gut durchblutetem Knochengewebe - Osteoblasten produzieren Knochengewebe und werden zu Osteozyten, wenn sie vollständig in das Gewebe eingebaut sind - Osteozyten werden reaktiviert, wenn sie von Osteoklasten wieder aus dem Knochen gelöst werden #### Mastozyten (Mastzellen ; Labrozyten) - kommen in fast allen Geweben vor und befinden sich meistens in der Nähe von Kapillaren und vegetativen Nervenendigungen - „Dirigent bei Entzündungsprozessen“ - setzen primäre Mediatoren frei (Histamin, Heparin und andere), die dillatierend, permeabilitätssteigernd und gerinnungshemmend wirken - reagiert auf Immunglobulin E (IgE) und setzt bei allergischen Reaktionen Histamin frei #### Fettzellen - Energiespeicher - Stoßdämpfer und Schutzschicht ### mobile Zellen - entwickeln sich aus hämatopoetischen Stammzellen (Knochenmarkszellen) #### Leukozyten - phagozytieren bei Immunreaktionen Antigene, aber auch Zellreste - Granulozyten - unterschiedliche Typen - können Mastozyten hemmen oder stimulieren - Agranulozyten - Monozyten - Lymphozyten - vor allem im Lymphsystem, aber auch im Bindegewebe - spielen eine große Rolle bei der Immunabwehr - können Erreger wahrnehmen, erinnern und für Phagozyten markieren - B-Lymphozyten - Gedächtniszelle - T-Lymphozyten - Helferzellen regen B-Lymphozyten zur Aktivität an - Unterdrücker- / Suppressorzellen hemmen die Aktivität von Lymphozyten und Makrophagen - Killerzellen, spezialisiert Antigene anzugreifen #### Makrophagen (Phagozyten) / Histozyten - kleine Monozyten gelangen durch die Gefäßwände ins Interstitium des Bindegewebes, wo sie sich zu viel größeren Makrophagen entwickeln - können große Mengen an Enzymen freisetzen, um Komponenten des Bindegewebes abzubauen - können ausgeprägt phagozytieren und sind Teil der Immunabwehr - eigenes ausgedientes Gewebe - Antigene - präsentieren Antigenfragmente auf ihrer Zelloberfläche und aktivieren damit T-Helferzellen - gewebegebundene Makrophagen werden als Histozyten bezeichnet - Leukozyten (Granulozyten ; Agranulozyten ; Lymphozyten ; Monozyten ; …) #### Osteoklasten - sind eine besondere Form der Makrophagen - bauen Knochensubstanz ab ## extrazelluläre Matrix - Fasern (kollagene ; elastische) - Grundsubstanz (Proteoglykane (PGs) ; Glykosaminoglykane (GAGs)) - nichtkollagene Proteine (Vernetzungs- ; Verbindungsproteine) - (gebundenes) Wasser - durch Verbindung der Zellen mit dem kollagenen Geflecht entsteht ein stabiles Netzwerk mit seinen entsprechenden mechanischen Eigenschaften ### Fasern #### Kollagenfasern - Kollagen ist nach Wasser die zweitgrößte Komponente des Bindegewebes und repräsentiert 30% des Körpereiweißes - für die Orientierung und Ausrichtung des Kollagens benötigt es Belastungen. Durch Formveränderung entsteht zudem piezoelektrische Aktivität, d.h. Spannungsänderungen im Gewebe, an denen sich die Moleküle orientieren. - kollagene Fasern haben einen wellenförmigen Verlauf, wodurch sich ihre 5-10% Dehnbarkeit durch Straffung ergibt. - eine kollagene Struktur wird durch Konditionierung dicker, stabiler und belastbarer. Im Gegensatz dazu führt Immobilität und fehlende Belastung zu einem massiven Rückgang der Belastbarkeit durch Dekonditionierung. ##### Aufbau - Kollagen-Faser -> -Fibrille -> -Mikrofibrille -> -tropokollagene Moleküle (Tripelhelix) ->Alphahelix Polypeptidkette  ##### Typologie - I bis IV bilden ca. 95% des gesamten Kollagens. Die Typologie reicht bis XXVIII. ###### Typ I - Zugbelastung - Kapseln, Bänder, Aponeurosen, Sehnen, intramuskuläres, intraneurales Gewebe und Knochen, teilweise auch in Menisken und Disken - macht ca. 80% allen Kollagens aus - Synthese durch Fibroblasten, Osteoblasten und Odontoblasten ###### Typ II - Druckbelastung - Knorpel, Menisken, Disken - Synthese durch Chondroblasten ###### Typ III - retikuläre Fasern - dünne Fasern in der Haut, synovialen Membranen und inneren Organen - wird während einer Proliferationsphase gebildet, um eine Wunde vorsorglich zu verschließen, ehe es durch funktionsfähigeres Kollagen ersetzt wird - Synthese durch Fibro- und Myofibroblasten ###### Typ IV - Trennschicht - in Zell- und Basalmembranen - Synthese durch Fibroblasten, Epithel- und Endothelzellen #### Elastische Fasern - Lig. Flava der Wirbelsäule, gedehnt durch WS-Flex; gelb gefärbt durch den Anteil elastischer Fasern - 150% Dehnbarkeit ### Grundsubstanz - besteht aus Proteoglykanaggregaten #### Proteoglykanaggregat - mehrere Proteoglykane binden über Verbindungsproteine an eine lange Hyaluronsäurekette ##### Proteoglykan - bestehen aus einer zentralen Eiweißkette, an denen verschiedene Glykosaminoglykane gebunden sind - aufgrund der negativen Ladung und der gegenseitigen Abstoßung der GAGs fächert sich die Struktur bürstenartig auf ##### Glykosaminoglykan - kettige Sulfate (Chondroitinsulfat, Keratansulfat, Heparansulfat, etc.) sowie Hyaluronsäure und Heparin - stark negativ geladen und binden sehr gut Wasser und Natriumionen - haben eine geringe Lebensdauer mit einem Turnover von 2-4 Tagen für Hyaluron und 7-10 Tagen für die Sulfate #### Funktion - stabilisieren das Bindegewebe, indem sie durch ihre elektrisch negative Ladung an die Bestandteile des Interstitiums binden - absorbieren einwirkende Kräfte als erstes und schützen das kollagene Netzwerk vor Überlastung - erzeugen die Viskoelastizität des Gewebes (Rückkehr in den Urprungszustand nach Verformung) - liefern mit gebundenem Wasser einen Transportweg für Nähr- und Abfallstoffe - bei Belastung des Gewebes wird Wasser abgegeben, bei Entlastung wieder aufgenommen, wodurch es durch Veränderung der elektrischen Ladung zur piezoelektrischen Aktivität kommt - schützen vor eindringenden Bakterien, die erst Hyaluronidase sezernieren müssen, um durch das dichte Netzwerk penetrieren zu können. Das Enzym wird auch bei Injektionen und Infiltrationen benutzt, um das Medikament tiefer ins Gewebe eindringen zu lassen. ### Nichtkollagene Proteine - Vernetzungs- und Verbindungsproteine - Fibronektin ; Chondronektin, Osteonektin, -pontin, -kalzin ; Dekorin ; Integrin ; Laminin ; Anchorin ; Vinkulin ; Talin ; Vibronektin ; … - verbinden die verschiedenen Bestandteile des Interstitiums miteinander und erfüllen darüberhinaus verschiedene andere Funktionen im Gewebe, so kontrolliert Fibronektin z.B. das Zellwachstum (Krebszellen produzieren kein Fibronektin) - mit dem Alter nimmt die Menge an Verbindungsproteinen zu, wodurch die Mobilität des Gewebes abnimmt ### Wasser - ohne Wasser kann ein Mensch nur 3-7 Tage überleben - der Körper besteht zu 60-70% aus Wasser #### Dipolmolekül  - durch seine gewinkelte Form und den Umstand, dass das Sauerstoffatom die Elektronen der Wasserstoffatome auf seine Seite zieht (hohe Elektronegativität) und somit eine negative Teilladung annimmt, während die Wasserstoffseite positiv geladen wird - die Bindungsfähigkeit (Wasserstoffbrücken) des Wassers und seine Eigenschaft als Lösungsmittel ergeben sich aus der Dipolarität - relativ hoher Siedepunkt (100°) - Kohäsion - Aggregatzustand bei Raumtemperatur - Dichteanomalie des Wassers (höchste Dichte bei 4°) #### Funktion - Transport- und Lösungsmittel - Wärmepuffer - ermöglicht Oxidation und Reduktion - erfüllt mechanische Funktionen durch sein Volumen # Ernährung des Bindegewebes - Bindegewebe ist unterschiedlich gut vaskularisiert und innerviert - der Austausch mit Sauerstoff, Nährstoffen und Abfallprodukten geschieht über die Kapillaren, durch das Interstitium zur Zelle, über das Interstitium zum Venen- und Lymphsytem - Gefäße sind semipermeabel für Wasser und kleine Moleküle - der arterielle Blutdruck im Gewebe, der orthostatische Druck, ist höher als der kolloidosmotische Druck (COD), wodurch Wasser und Moleküle ins Gewebe austreten. Der orthostatische Druck ist auf der venösen Seite viel geringer als der COD, sodass Wasser und Moleküle hier wieder aufgenommen werden (Osmose) - Mediatoren können die Permeabilität der Gefäße verändern und z.B. Ödeme bei Entzündungen entstehen lassen - das Lymphsystem kann ausgetretene Eiweiße wieder aufnehmen, um den kolloidosmotischen Druckunterschied zwischen Gewebe und Gefäßsystem aufrecht zu erhalten ## Diffusion - passiver Transport ungeladener Teilchen über einen Konzentrationsunterschied - umso schneller, je höher - der Konzentrationsunterschied, die Temperatur, die Diffusionsoberfläche - bzw je kleiner die Teilchen und je geringer die Viskosität des Gewebes ## Osmose - liegt eine semipermeable Membran zwischen dem Konzentrationsgefälle, spricht man von Osmose ## Physiologische Be- und Entlastung - spezifische Belastungsreize sind essentiell für die Ernährung des Bindegewebes und zur Anregung der Syntheseaktivität - alle folgenden Effekte steigern die Syntheserate der Bindegewebszellen ### Flüssigkeitsbewegung (???) - z.B. in Bandscheiben - verstärkt den Effekt der Sauerstoffdiffusion aus den Grund-und Deckplatten zu den Chondrozyten im Innern ### Steigerung der Durchblutung - durch Bewegung und Belastung nimmt die Durchblutung des Gewebes zu ### Mechanotransduktion - Bindegewebszellen registrieren mechanische Reize (Dehnung/Kompression) und erhöhen daraufhin ihre Syntheserate ### Piezoelektrische Aktivität - durch mechanische Reize (Dehnung/Kompression) ändert sich die elektrische Ladung im Gewebe durch Annäherung der negativ Geladenen Grundsubstanz, bzw Verdrängung positiv geladenen Wassers - die Bindegewebszellen registrieren die Ladungsveränderungen ## Turnover des Bindegewebes # Literatur - Van den Berg, F.: Angewandte Physiologie: Das Bindegewebe des Bewegungsapparates verstehen und beeinflussen. (4. Aufl.) Thieme Stuttgart, 2016 - Carano, A., Sciliani, G.: Effect of continuous and intermittent forces on human fibroblasts in vitro. J. Orthod. 1996;18:19-26