Histologie und Physiologie des Bindegewebes

Vokabel-Lernkarten zu den Grundlagen, Zelltypen, Matrixbestandteilen, Synthesewegen und klinischen Korrelationen des Bindegewebes basierend auf den Vorlesungsnotizen.

Gewebe

Ein Verband von Zellen mit ähnlicher Differenzierung und ihren dazugehörigen Interzellularsubstanzen.

Extrazellulärmatrix (EZM)

Die Gesamtheit aller Makromoleküle und Substanzen, die sich im Interzellularraum zwischen den Zellen befinden; unterteilt in geformte Matrix (Fasern) und ungeformte Matrix (amorphe Grundsubstanz).

Mesenchym

Embryonales Bindegewebe, das im Rumpfbereich vorwiegend aus dem Mesoderm (mittleres Keimblatt) und im Kopfbereich überwiegend aus der Neuralleiste (Ektoderm) entsteht und das gemeinsame Ursprungsgewebe aller Binde- und Stützgewebe darstellt.

Vimentin

Ein spezifisches Protein der Intermediärfilamente des Zytoskeletts, das mechanische Stabilität verleiht und als immunhistochemischer Marker für Zellen mesenchymalen Ursprungs (wie Fibroblasten) dient.

Fibroblast

Die wichtigste aktive, matrixproduzierende fixe Zelle des Bindegewebes; zeichnet sich durch einen langgestreckten Zellkörper, spindelförmigen Zellkern, basophiles Zytoplasma sowie gut entwickeltes $rER$ und einen ausgeprägten Golgi-Apparat aus.

Fibrozyt

Die ruhende bzw. synthesearme Verlaufsform des Fibroblasten mit eher azidophilem Zytoplasma und dichtem, heterochromatischem Zellkern, deren Hauptaufgabe in der Erhaltung der Matrix liegt.

Myofibroblast

Eine spezialisierte Zelle, die sowohl Matrixbestandteile synthetisiert als auch kontraktile Strukturen aus Aktin und Myosin besitzt; differenziert sich unter Einfluss von $TGF\text{-}\beta$ und ist maßgeblich an der Wundkontraktion beteiligt.

Phasen der Wundheilung

Die vier aufeinanderfolgenden Abschnitte der Geweberegeneration: Hämostase, Entzündung, Proliferation und Remodelling.

Makrophagen (Histiozyten)

Ca. $20\,\mu\text{m}$ große mobile Fresszellen des mononukleären Phagozytensystems (MPS) im Bindegewebe, die Krankheitserreger, Gewebetrümmer sowie gealterte Erythrozyten phagozytieren und lysosomal abbauen.

Plasmazellen

Aus aktivierten B-Lymphozyten hervorgehende, ca. $10\text{--}20\,\mu\text{m}$ große Zellen mit exzentrischem Kern, charakteristischem radspeichenartigem Heterochromatin und stark ausgeprägtem $rER$ zur Synthese und Sekretion von Antikörpern.

Mastzellen

Im Knochenmark gebildete Bindegewebszellen in der Nähe von Blutgefäßen, deren metachromatische Granula vasoaktive Mediatoren wie Histamin und Heparin enthalten.

Amorphe Grundsubstanz

Ein stark wasserhaltiges, gelartiges Medium der EZM ohne feste Form, das die Räume zwischen Zellen und Fasern ausfüllt und der Wasserspeicherung, dem Stoffaustausch sowie der Druckelastizität dient.

Glykosaminoglykane (GAG)

Lange, unverzweigte Polysaccharidketten aus repetitiven Disaccharideinheiten, die durch zahlreiche negative Ladungen (Polyanionen) Kationen und Wasser osmotisch anziehen.

Hyaluronan

Ein außergewöhnlich langes, aus bis zu ca. $50.000$ Disaccharideinheiten bestehendes Glykosaminoglykan, das im Unterschied zu anderen GAG weder sulfatiert noch kovalent an ein Kernprotein gebunden ist und als visköses Schmiermittel dient.

Proteoglykane

Makromoleküle der EZM, die aus einem zentralen Kernprotein bestehen, an das spezifische Glykosaminoglykanketten kovalent gebunden sind (z. B. Aggrecan, Decorin, Perlecan).

Kollagenfibrille

Struktur mit einem Durchmesser von ca. $20\text{--}100\,\text{nm}$, die aus regelmäßig versetzt angeordneten Tropokollagenmolekülen besteht und elektronenmikroskopisch eine Querstreifung mit einer Periodizität von ca. $67\,\text{nm}$ zeigt.

Lysyloxidase

Ein kupferabhängiges ($Cu^{2+}$) extrazelluläres Enzym, das Lysin- und Hydroxylysinreste zu reaktiven Aldehyden oxidiert und so kovalente Quervernetzungen zwischen Kollagenmolekülen katalysiert.

Retikuläre Fasern

Feine, verzweigte Fasern aus Kollagen Typ III, die argyrophil sind (mittels Versilberung darstellbar) und dreidimensionale Stütznetze in lymphatischen Organen sowie im Knochenmark bilden.

Elastische Fasern

Bis zu ca. $200\,\%$ reversibel dehnbare Fasern aus einer amorphen Elastin-Komponente und einem Gerüst aus Fibrillin-Mikrofibrillen; vorkommend in Lunge, Arterienwänden und elastischen Bändern.

Basallamina

Eine ca. $50\text{--}150\,\text{nm}$ dicke Schicht an der Basis von Epithelien, bestehend aus Lamina rara (lucida) und Lamina densa, die reich an Kollagen Typ IV, Laminin, Perlecan und Nidogen ist.

Skorbut

Erkrankung infolge von Vitamin-C-Mangel, bei der die Hydroxylierung von Prolin und Lysin gestört ist, was zu instabilen Kollagentripelhelices, Wundheilungsstörungen und Schleimhaut- bzw. Hautblutungen führt.

Ehlers-Danlos-Syndrome

Heterogene Gruppe genetischer Defekte der Kollagensynthese, -prozessierung oder -vernetzung, die zu Überdehnbarkeit der Haut und Hyperlaxizität der Gelenke führen.

Marfan-Syndrom

Genetischer Defekt des Fibrillin-Gens (Prävalenz ca. $1:10.000$), der eine Bindegewebsschwäche verursacht und mit Hochwuchs, langen Extremitäten, Augenveränderungen sowie Aortenaneurysmen einhergeht.

Osteogenesis imperfecta

Auch als Glasknochenkrankheit bezeichnete Erbkrankheit, die auf Mutationen in Genen für Kollagen Typ I beruht und eine extreme Brüchigkeit der Knochen bedingt.

Prokollagen

Intrazelluläres Vorläufermolekül des Kollagens, bestehend aus einer rechtsgängigen Tripelhelix aus drei modifizierten $\alpha$-Ketten mit Propeptiden an beiden Enden, die eine vorzeitige intrazelluläre Fibrillenbildung verhindern.

Tropokollagen

Reifes, ca. $300\,\text{nm}$ langes Kollagenmolekül in Tripelhelixform, das extrazellulär nach Abspaltung der Propeptide entsteht und sich versetzt parallel zu Fibrillen zusammenlagert.

Prokollagen-Peptidasen

Extrazelluläre Proteinasen, welche die aminoterminalen und carboxyterminalen Propeptide vom Prokollagen abspalten und dadurch die Fibrillenbildung einleiten.

Prolyl- und Lysyl-Hydroxylase

Im $rER$ lokalisierte Enzyme, die Prolin- und Lysinreste an den $\alpha$-Ketten unter zwingendem Verbrauch von Vitamin C als Kofaktor modifizieren, um die Quervernetzung und Stabilität der Tripelhelix zu ermöglichen.

Kollagen Typ I

Häufigster fibrillärer Kollagentyp mit enormer Zugfestigkeit, der vor allem in Haut, Sehnen, Bändern und Knochen vorkommt.

Kollagen Typ II

Fibrillärer Kollagentyp, der charakteristischerweise das Knorpelgewebe (z. B. hyalinen und elastischen Knorpel) aufbaut.

Kollagen Typ IV

Nicht-fibrilläres, netzartiges Kollagen, das ein flächiges Gerüst bildet und den Hauptbestandteil der Lamina densa der Basallamina darstellt.

Kollagen Typ VII

Kollagentyp, der sogenannte Ankerfibrillen bildet, welche die Basallamina mit der darunterliegenden Lamina fibroreticularis und der Bindegewebsmatrix mechanisch verankern.

Basalmembran

Lichtmikroskopisch abgrenzbare Grenzschicht zwischen Epithel und Bindegewebe, die sich aus der epithelialen Basallamina und der bindegewebigen Lamina fibroreticularis zusammensetzt.

Lamina fibroreticularis

Bindegewebige Schicht der Basalmembran, die der Basallamina anliegt und überwiegend aus retikulären Fasern (Kollagen Typ III) zur Verankerung im Bindegewebe besteht.

Fibronektin

Adhäsives Glykoprotein der extrazellulären Matrix, das Bindungsstellen für Integrine sowie Kollagen besitzt und somit Zellen im Gewebe verankert sowie die Zellmigration leitet.

Laminin

Kreuzförmiges Glykoprotein der Basallamina, das Epithelzellen über Integrine fest an der Lamina densa verbindet.

Decorin

Kleines Proteoglykan der extrazellulären Matrix, das sich an Kollagenfibrillen anlagert und deren Fibrillogenese, Durchmesser und geordnete Zusammensetzung steuert.

Aggrecan

Großes, polyanionisches Proteoglykan mit zahlreichen Chondroitinsulfat- und Keratansulfatketten, das im Knorpelgewebe große Mengen Wasser bindet und ihm Elastizität verleiht.

Histologische Bindegewebsfärbungen

Spezifische Färbetechniken zur Darstellung von Bindegewebsfasern: Azan (Kollagen blau), Masson-Goldner (Kollagen grün), Van Gieson (Kollagen rot) und Resorcin-Fuchsin (elastische Fasern).

Fremdkörperriesenzellen

Mehrkernige Riesenzellen, die durch die Fusion von Makrophagen entstehen, wenn ein aufzunehmender Fremdkörper für eine einzelne Phagozytose zu groß ist.

Fibroblast vs. Fibrozyt (Vergleich)

• Aktivität: Syntheseaktiv vs. relativ ruhend
• Funktion: Intensive Matrixproduktion vs. Erhaltung der Matrix
• Zytoplasma: Basophil vs. eher azidophil
• Chromatin: Locker, euchromatisch vs. dicht, heterochromatisch
• rER & Nukleolus: Gut entwickelt und deutlich vs. schwach ausgeprägt

Zytomorphologie des Fibrozyten

Ruhende Verlaufsform mit schlankem, dichtem heterochromatischem Zellkern, wenig auffälligem Nukleolus, spärlich ausgeprägtem $rER$ und schwach azidophilem Zytoplasma.

Ursache der Zytoplasmabasophilie beim Fibroblasten

Hervorgerufen durch die hohe Dichte an Zisternen des rauen endoplasmatischen Retikulums ($rER$) und ribosomaler RNA zur intensiven Proteinsynthese, welche basische Farbstoffe bindet.

Radspeichenkern

Typisches mikroskopisches Chromatinmuster im exzentrisch gelegenen Zellkern von Plasmazellen, erzeugt durch alternierend und radiär an der inneren Kernmembran angeordnete Heterochromatin-Schollen.

Organellenausstattung der Plasmazelle

Extrem stark entwickeltes raues endoplasmatisches Retikulum ($rER$) und ein ausgeprägter Golgi-Apparat, spezialisiert auf die hochratige Biosynthese und Sekretion von Antikörpern (Immunglobulinen).

Subtypen der Mastzellen

Unterscheidung nach Gewebslokalisation in Schleimhaut-Mastzellen (in Mukosa von Lunge, Gastrointestinaltrakt und Harnwegen) sowie Bindegewebs-Mastzellen (im interstitiellen Bindegewebe).

Vaskuläre Effekte der Histaminfreisetzung

Auswirkungen der Mastzellaktivierung auf Blutgefäße: Vasodilatation (gesteigerte Durchblutung führt zur Rötung) und erhöhte Gefäßpermeabilität (Austritt von Plasmaflüssigkeit führt zur Schwellung bzw. zum Ödem).

Serglycin

Spezifisches Proteoglykan in den sekretorischen Granula von Mastzellen, dessen stark negativ geladene Glykosaminoglykanketten der intrazellulären Verpackung und Speicherung von Heparin und Histamin dienen.