Knorpelzellen · Chondrozyten

Das Knorpelgewebe (Cartilago) besteht hauptsächlich aus spezialisierten Zellen, den Chondrozyten, und der von ihnen produzierten extrazellulären Matrix (EZM). Die extrazelluläre Matrix umgibt die Chondrozyten. Der Anteil der Chondrozyten an der gesamten Knorpelmasse beträgt nur etwa ein bis zehn Prozent. Ihre Aufgabe besteht in der Aufrechterhaltung der Homöostase des Knorpels. Ihre Form ist oval bis rund und sie liegen in kleinen Gruppen zusammen. Diese Zellgruppen und die sie unmittelbar umgebende Extrazellulärmatrix bezeichnet man als Chondron.

Knorpelgewebe ist in der Regel das schwächste und zugleich empfindlichste Glied im Bewegungssystem des Menschen. Er ist leicht zu schädigen, relativ störanfällig und verfügt über keine nennenswerte Möglichkeiten zur Reparatur von Defekten.

Da Knorpel über keine Innervierung verfügt, werden weder Schmerz noch Ermüdung oder das Erreichen der Belastbarkeitsgrenzen wahrgenommen. Knorpel hat aber auch keine Blutversorgung, weshalb sein Stoffwechsel über Diffusion erfolgen muss, was zeitaufwendig ist. Hinzu kommt, dass das Knorpelgewebe relativ zellarm ist, d. h., es gibt nur wenige Chondrozyten. Diese müssen folglich eine hohe Leistung bei der Produktion extrazellulärer Substanzen erbringen. Leisten einzelne Chondrozyten diese Aufgabe nicht optimal, erhöhen sich die Anforderungen an die verbliebenen.

Hyaliner Knorpel

Hyaliner Knorpel ist, mit Ausnahme des Gelenkknorpels, von einer Knorpelhaut, dem Perichondrium, umgeben. Der hyaline Knorpel im Gelenk besitzt kein Perichondrium. Seine Ernährung findet im Wachstum noch durch im Knochen befindliche, subchondrale Gefäße statt. Mit der Reifung der Knorpelzellen kommt es jedoch zu Verkalkungen im Knorpelgewebe und eine Versorgung des Knorpels ist nur noch durch die Synovialflüssigkeit im Gelenkspalt möglich. Deshalb hat Knorpelgewebe nur eine geringe Heilungstendenz.

Der Abbau von Knorpelgewebe, verursacht durch Traumata oder chronische und fortschreitende Veränderungen ist daher eine große Herausforderung für Ärzte und Forscher, da die schlechte Regenerationsfähigkeit des menschlichen Gelenkknorpels zur Volkskrankeit Arthrose führt.

Knorpelzellen können Chondroblasten, Chondrozyten und Chondroklasten sein. Als Knorpelbildner werden die Vorläuferzellen der Chondrozyten bezeichnet, die Chondroblasten. Diese können alle Knorpelmatrixkomponenten synthetisieren und stehen deshalb für aktive Knorpelzellen. Sie entstehen aus mesenchymalen Stammzellen. Zu dem Zeitpunkt, in welchem diese Synthesefunktion eingestellt wird, werden sie zu den Chondrozyten, den eigentlichen Knorpelzellen. Diese sind kleiner als die Chondroblasten und enthalten viel Wasser. Die Anzahl, Lage und Dichte der Chondrozyten ist für jede Knorpelart spezifisch.
Aufgabe

Seine Aufgabe ist es, durch optimale Kraftübertragung zusammen mit der Gelenkflüssigkeit eine möglichst reibungslose Beweglichkeit der Gelenkflächen zu gewährleisten und für Druckelastizität zu sorgen.

 

Knorpelverschleiß

Heute geht man davon aus, dass Chondrozyten sich im osteoarthrotischen Knorpel durch den Verlust ihrer Matrix und unter dem Einfluss wachstumsregulatorischer Zytokine zu teilen beginnen, um die Knorpelfunktion aufrechtzuerhalten. Durch die vermehrte und gesteigerte Teilung kommt es zur Bildung sogenannter Cluster (Brutkapseln oder Wucherungsnester). Diese Cluster erliegen dann einer Zerstörung (Destruktion) der Knorpelmatrix, was an tiefen Fissuren im Knorpel erkennbar wird. Es kommt in der Folge zu Nekrosen der Knorpelzellen und schließlich zum kompletten Abrieb bis auf den Knochen.