Knochen ist ein dynamisches, lebendiges Gewebe, das kontinuierlich von vier Hauptzelltypen umgebaut wird:
1. Osteoblasten (Knochenbildende Zellen)
- Ursprung: Mesenchymale Stammzellen (MSCs) → Prä-Osteoblasten → Osteoblasten.
- Funktion: Synthetisieren und sezernieren Osteoid (Typ-I-Kollagen + Grundsubstanz); regulieren Mineralisation (Alkalische Phosphatase, Matrixvesikel); produzieren Signalmoleküle (RANKL, OPG, Sklerostin, Wachstumsfaktoren).
- Schicksal: Werden zu Osteozyten (eingebettet), Knochenauskleidungszellen (ruhend) oder unterlaufen Apoptose.
- Lage: Knochenoberflächen (Endost, Periost).
2. Osteozyten (Reife Knochenzellen)
- Häufigkeit: 90–95 % aller Knochenzellen.
- Struktur: Zellkörper befindet sich in einer Lacuna; dendritische Fortsätze erstrecken sich durch Kanälchen (Gap-Junctions mit benachbarten Osteozyten und Auskleidungszellen).
- Funktion: Mechanosensoren – erkennen Belastung und Mikroschäden; orchestrieren Umbau via Sklerostin (hemmt Wnt → verringert Bildung) und RANKL (erhöht Resorption). Matrix aufrechterhalten; Mineralhomöostase regulieren.
- Netzwerk: Das Lacuna-Kanälchen-System funktioniert als das „Nervensystem des Knochens“.
3. Osteoklasten (Knochenresorbierende Zellen)
- Ursprung: Hämatopoetisch (Monozyten/Makrophagen-Linie) – fusionieren zu multinukleierten Riesenzellen.
- Aktivierung: RANKL (von Osteoblasten/Osteozyten) bindet RANK; M-CSF unterstützt Überleben. OPG (Osteoprotegerin) wirkt als Lockstoff-Rezeptor.
- Resorption: Seal Zone (Aktinring) bildet sich; gerandeter Rand sezerniert H⁺ (via V-ATPase) und Cl⁻ zur Azidifizierung, plus Cathepsin K und MMPs zum Kollagenabbau.
- Lage: Howship-Lacunae auf Knochenoberflächen.
4. Knochenmark
- Rotes Mark: Ort der Hämatopoese (Erythroid, Myeloide, Megakaryozyten, Lymphoide). Standorte: Achsalskelett, proximale Femora und Humeri.
- Gelbes Mark: Adipozyten; Energiereserve; kann unter Stress (Anämie, Hypoxie) zu rotem Mark umwandeln.
- Stromazellen: MSCs, Endothelzellen, Makrophagen, Adipozyten, Nerven – unterstützen sowohl Hämatopoese als auch Knochenumbau.
Kupplung: Das Umbau-Gleichgewicht
Im gesunden Erwachsenenknochen entspricht Bildung ≈ Resorption. Entkopplung führt zu Osteoporose (Resorption > Bildung) oder Osteopetrose (Bildung > Resorption). Hormone (PTH, Östrogen, Vitamin D, Calcitonin), mechanische Belastung, Zytokine und Wachstumsfaktoren regulieren dieses Gleichgewicht.
