Knorpel

Synonyme im weiteren Sinne

  • Knorpelzelle
  • Chondrozyt
  • Arthrose

Englisch: Cartilage

Definition

Knorpel ist eine spezielle Form des Bindegewebes. Man unterscheidet verschiedene Formen des Knorpel, die der jeweiligen Funktion angepasst ist.
Die wichtigste Aufgabe hat der Knorpel als Gelenkoberfläche im Gelenk und der Bandscheibe.

Einleitung

Vorwiegend findet sich Knorpel im Skelett und in den Atemwegen.
Aufgrund seines Aufbaus und seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften nimmt es eine Mittelstellung zwischen Binde- und Knochengewebe ein. Es besitzt eine hohe Druckfestigkeit, ist viskoelastisch verformbar und hat einen hohen Widerstand gegenüber Scherkräften.
Kennzeichnend für das Knorpelgewebe sind die Knorpelzellen (Chondroblasten und Chondrozyten). Diese sind mehr oder weniger abgerundet und liegen in kleinen Gruppen (Chondrone) direkt im Knorpel (in einer sogenannten extrazellulären Matrix), so dass sie keinen Kontakt untereinander haben.
Die Knorpelzellen sind mit den üblichen Zellorganellen ausgestattet. Auffällig ist hier die vielen Glykogenpartikel zur anaeroben Energiegewinnung, also der Energiegewinnung ohne Sauerstoff) und gelegentlich einzelne große Fetttröpfchen. Dieses ist wichtig, das der Knorpel in der Regel nicht durchblutet ist und daher nur wenig Sauerstoff zur Verfügung hat.
Die wichtigsten Bestandteile der eigentlichen Knorpelsubstanz in der die Knorpelzellen liegen - der extrazellulären Matrix - sind Proteoglykane und Kollagenfibrillen. Bei beiden Substanzen handelt es sich um Spezialsubstanzen, die in dieser Form nur im Knorpel vorkommen.
Die Druckelastizität des Knorpelgewebes kommt durch das Zusammenwirken der Proteoglykane du der Kollagenfasern.
Beim Erwachsenen ist der Knorpel frei von Blutgefäßen. Die Versorgung mit den nötigen Nährstoffen erfolgt ausschließlich über Diffusion entweder über eine gefäßführende Knorpelhaut (Perichondrium) oder direkt über die Gelenkflüssigkeit (Synovia).


Knorpelwachstum

Die Entstehung einer knorpeligen Struktur beginnt damit, dass sich Bindegewebszellen (Mesenchymzellen) dicht zusammenlagern und zu Knorpelzellen (Chondroblasten) differenzieren.
Sie produzieren dann Knorpel-Matrix und werden dadurch zu Chondrozyten.
Durch die zunehmende Knorpel-Matrix werden die Zellen auseinander gedrängt und bilden Kollagenfibrillen. Dieser Vorgang wird als interstitielles Wachstum bezeichnet. Dies führt zur raschen Vergrößerung der knorpeligen Struktur und findet vor allem in der Frühphase der Knorpelbildung sowie in der Wachstumsplatte statt.
Nach dem Abschluss des interstitiellen Wachstums bleiben die aus den letzten Zellteilungen hervorgegangenen Chondrozyten jeweils in Gruppen zusammen liegen. Sie werden nur durch dünne Matrixhäute voneinander getrennt.
Chondrozyten des Knorpelgewebes teilen sich nicht mehr. Außen an der knorpeligen Anlage bilden sich Mesenchymzellen zu Bindegewebszellen (Fibroblasten) aus und bilden eine Bindegewebskapsel (Perichondrium).
An der Innenschicht dieser Kapsel verbleiben undifferenzierte Zellen, aus denen Chondroblasten hervorgehen können und die durch Anlagerung neuen Knorpels für das Wachstum sorgen.
Die Anlagerung von außen wird als appositionelles Wachstum bezeichnet.

Knorpelaufbau

  1. oberflächliche Knorpelschicht

  2. mittlere Knorpelschicht

  3. verkalkende Knorpelschicht

  4. Knochen




Abbildung eines Knorpelschadens

Abbildung Knorpelschaden (Bauschema am Beispiel des Kniegelenks - rechtes Knie von vorn)
  1. Gelenkknorpel
    (hyaliner Knorpel) -
    Cartilago articularis
  2. Umbauzone von Knorpel
    in Knochen -
    Zona ossificationis
  3. Gelenkkörper (Gelenkknorren
    des Oberschenkelbeins) -
    Condylus femoris
  4. Oberschenkelknochen -
    Femur
  5. Gelenkknorpel -
    Cartilago articularis
  6. Außenband -
    Ligamentum collaterale fibulare
  7. Äußerer Meniskus -
    Meniscus lateralis
  8. Innerer Meniskus -
    Meniscus medialis
  9. Wadenbein - Fibula
  10. Schienbein - Tibia

Eine Übersicht aller Abbildungen von Dr-Gumpert finden Sie unter: medizinische Abbildungen

Formen des Knorpels

Es werden drei verschieden Typen von Knorpelgewebe unterschieden:

  1. der hyaline Knorpel
  2. der Faserknorpel
    und
  3. der elastische Knorpel

Hyaliner Knorpel

Während der Embryonalphase wird beim Menschen der größte Teil des späteren knöchernen Skeletts knorpelig vorgebildet.
Beim Heranwachsenden bestehen die Epiphysenfugen (Wachstumsfugen) innerhalb der Röhrenknochen aus hyalinem Knorpel, der erst nach Abschluss des Wachstums durch Knochen ersetzt wird.
Beim Erwachsenen überzieht hyaliner Knorpel die Gelenkflächen, bildet den sternalen Teil der Rippen - also der Rippen am Brustbein -, einen Teil der Nasenscheidewand, das Kehlkopfskelett und die Spangen der Luftröhre sowie der großen Bronchien.

Alles zum hyalinen Knorpel finden Sie unter: hyaliner Knorpel

Faserknorpel

Faserknorpel kommt im menschlichen Körper überall vor, wo Stoßdämpfer benötigt werden.
Hauptsächlich als an:

  • der Wirbelsäule
  • und am Kniegelenk in Form von Meniskus (Knie)
  • und Discus (Bandscheibe), den Zwischenwirbelscheiben der Wirbelsäule,
  • in der Symphyse
  • dem Gelenkknorpel des Kiefer- und Schlüsselbeinbrustbeingelenks
  • und in den Bereichen von Sehnen und Bändern, die auf Druck beansprucht werden.

Ein entscheidender Unterschied zum hyalinen Gelenkknorpel besteht in der Menge der kollagenen Fasern. Diese sind gegenüber der Grundsubstanz im Faserknorpel deutlich vermehrt.
Dadurch sind die Fasern nicht von der Grundsubstanz maskiert du schon mit bloßem Auge sichtbar. Faserknorpel hat eine große Ähnlichkeit mit straffem Bindegewebe. Aufgrund dessen wird er auch manchmal als Bindegewebsknorpel bezeichnet. Die Chondrone bestehen hier meistens nur aus ein bis zwei Zellen und sind zu den einzelnen Faserbündeln parallel angeordnet.
Da Faserknorpel sowohl Typ I als auch Typ II Kollagen enthält sind die Übergänge einerseits zum hyalinen Knorpel und andererseits zum straffen Bindegewebe fließend. Die Anpassung an Zugbeanspruchung steht bei Faserknorpel im Vordergrund.

Elastischer Knorpel

Elastischer Knorpel kommt beim Menschen nur:

  • im Kehldeckel (Epiglottis)
  • in den kleinen Kehlkopfknorpeln
  • in der Ohrmuschel
  • in einem Teil des äußeren Gehörganges
    und
  • in den kleinen Bronchien vor.

Er enthält neben den Strukturen, die sich im hyalinen Knorpel befinden zusätzlich noch elastische Fasernetze.
Diese Fasernetze sind netzartig um die Chondrone angelegt und strahlen in die angrenzende Knorpelhaut (Perichondrium) ein. Durch diese elastischen Fasern hat er ein gelbliches Aussehen und ist deutlich biegsamer und elastischer als der hyaline Knorpel. Es gibt beim elastischen Knorpel keine Mineralisation und auch keine Knochenbildung.

Weiterführende Informationen

Weitere Informationen zum Knorpel finden Sie auch unter unserem Thema:

Weitere Informationsbücher zu verschleißbedingten Erkrankungen der Orthopädie finden Sie unter folgenden Themen:

Qualitätssicherung durch: Dr. Nicolas Gumpert      |     Letzte Änderung: 20.02.2017
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