Knochenzellen · Osteoblasten
Der Knochen ist ein dynamisches Organ, welches durch Umbauprozesse ständig signifikanten Veränderungen unterliegt. Er besitzt die einzigartige Fähigkeit sich zu regenerieren und ist in der Lage, mechanische und metabolische Reize in eine Erneuerung umzuwandeln. Etwa zehn Prozent des gesamten Knochengewebes werden jedes Jahr restrukturiert. Die Knochenhomöostase bezeichnet die gesunde, dynamischen Balance zwischen Knochenaufbau (Osteogenese) und Knochenabbau (Osteolyse). Ein Ungleichgewicht kann zu einer Osteoporose oder einem entzündlich bedingten Knochenverlust führen. Chondrozyten, Osteoblasten, Osteozyten und Osteoklasten sind die dabei beteiligten Zellen.
Osteoblasten bilden permanent neue Knochenmasse, während die Osteoklasten alte wieder auflösen. Überwiegt der Abbau, tritt Knochenschwund, Osteoporose, ein. Für den Knochenaufbau lagern sich Osteoblasten an Knochen hautschichtartig an und bilden indirekt die Grundlage für neue Knochensubstanz. Beim Knochen bilden knochenaufbauende Zellen und die Knochenmasse abbauende Zellen also praktisch eine Arbeitsgemeinschaft, die aneinander gekoppelt ist.
Knochenheilung · Frakturheilung
Da sich Knochen ständig erneuern, können sie auch nach einem Bruch (Fraktur) heilen. Den Heilungsprozess nach einem Knochendefekt, wie einen Knochenbruch, bezeichnet man als Frakturheilung. Man unterscheidet zwischen einer primären und einer sekundären Frakturheilung. Störungen dieses Prozesses können zu einer Pseudarthrose führen. Während bei der primären Knochenbruchheilung der Prozess meist nach drei Wochen abgeschlossen ist, kann eine sekundäre Frakturheilung bis zu 24 Monate dauern.
Trotz fortschrittlicher Versorgung und entsprechenden Operationsmethoden zeigen bis zu 20% aller auftretenden Frakturen eine verzögerte Heilung oder sogar eine Tendenz zur Nichtheilung.
Osteoporose · Knochenschwund
Mit der zunehmenden Lebenserwartung steigt auch die Anzahl der Osteoporosepatienten. Neben Frauen sind immer häufiger auch Männer betroffen, was jedoch weltweit noch zu wenig beachtet und untersucht wird.
Knochenstoffwechsel
Auch stabil erscheinende Organe wie das Knochengewebe weisen einen intensiven Stoffwechsel auf. Als Knochenstoffwechsel bezeichnet man die biologischen Vorgänge, die dem Auf- und Abbau der Knochensubstanz (Bone remodelling) sowie der Ernährung der Knochenzellen dienen. Erkrankungen, die den Knochenstoffwechsel beeinträchtigen, führen häufig zu Deformierungen der Skelettknochen, einer zerbrechlichen Knochenstruktur und Schmerzen im Bewegungsapparat.
Um die dynamische Balance des Remodellings zu erhalten, gibt es im Menschen etwa 1-2 Millionen mikroskopisch kleine Remodellingbereiche, die als einfache multizelluläre Einheiten (BMUs) bezeichnet werden. Dabei dauert die Resorption durch die Osteoklasten etwa drei Wochen, während die Zeit für das Wiederauffüllen mit neuer Knochenmatrix durch die Osteoblasten drei bis vier Monate braucht.
