Knorpel - Vorkommen, Aufbau und Funktion (2024)

Knorpel ist aus dem Körper des Menschen nicht wegzudenken. Aus ihm entstehen Knochen, er ist die Grundlage für die Funktionsfähigkeit und Beweglichkeit des Skeletts und anderer Strukturen im Körper. Dieser Artikel behandelt die verschiedenen Knorpeltypen, wo sie zu finden sind und welche Aufgaben sie übernehmen. Zudem wird ein kurzer Einblick in die Pathologien, die sich aus Fehlbildungen ergeben, gewährt.

Knorpel – Definition

Knorpel ist eine spezielle Art des Bindegewebes, das aus Chondrozyten (Knorpelzellen) sowie von diesen Zellen gebildeter extrazellulärer Substanz und einer Knorpelhaut besteht. Es ist druckelastisches Gewebe, das teilweise sehr strapazierfähig ist, wodurch es dem Bewegungsapparat und Gewebe Widerstandsfähigkeit verleiht. Unterschiedliche Arten des Knorpelgewebes lassen sich je nach Zusammensetzung des Knorpels unterschieden, worauf im Folgenden detailliert eingegangen wird.

Knorpel – Histologischer Aufbau

Das Knorpelgewebe setzt sich aus drei Bestandteilen zusammen: Knorpelzellen, Extrazellulärmatrix und Perichondrium (Knorpelhaut). Diese sind in jedem Knorpeltyp zu finden.

Zellulär existieren Chondrozyten und Chondroblasten. Chondroblasten sind teilungsfähige Zellen, die die extrazelluläre Substanz produzieren. Sie sind im adulten Menschen lediglich unter der Knorpelhaut vorhanden und dienen dort der Regeneration des Knorpels. Im weiteren Verlaufen differenzieren die Chondroblasten zu den inaktiven Chondrozyten. Diese sind für den Gesamtumsatz, also Auf- und Abbau der Matrix zuständig und liegen in Gruppen zusammen.

Die Extrazellulärmatrix (EZM) besteht vorwiegend aus Glykoproteinen, Glykosaminoglykane, Kollagenen und Proteoglykanen. Die endgültige Zusammensetzung unterscheidet sich allerdings je nach Knorpeltyp. Daraus ergeben sich auch die verschiedenen Eigenschaften und Funktionen der Arten.

Das Perichondrium als letzter Bestandteil des Knorpelgewebes dient der Regeneration und Ernährung des Knorpels, weshalb er wie eine Hülle anliegt. Es besteht aus zwei Schichten:

• Stratum cellulare: Dies ist die innere zelluläre Schicht, die chondrogene Vorläuferzellen enthält, welche für die Regeneration des Knorpels von Bedeutung sind.
• Stratum fibrosum: Hierunter wird die bindegewebige äußere Schicht verstanden. Sie enthält Blutgefäße, Lymphgefäße und Nerven, wodurch sie essentiell für die Ernährung des Knorpels durch Diffusion ist.

Knorpel – Typen und Vorkommen

Grundsätzlich werden drei Typen von Knorpeln unterschieden. Es existieren der hyaline Knorpel, der elastische Knorpel und der Faserknorpel. Erster kommt am häufigsten vor. Sie alle unterscheiden sich in der Zusammensetzung der extrazellulären Matrix, wodurch sich die verschiedenen Eigenschaften erklären lassen.

Hyaliner Knorpel

Dieser Knorpeltyp ist am belastbarsten und hält starken Druckkräften stand. In der Matrix finden sich vor allem Kollagenfibrillen vom Typ II, die sich jedoch nicht zu ganzen Fasern zusammenlegen. Außerdem liegen viele Proteoglykane wie Aggrecan und Hyaluronaggregate vor. Mikroskopisch fallen im Bild die typischen Zusammenlagerungen der Chondrozyten in Gruppen auf. Zellen in einer Gruppe stammen alle vom gleichen Chondroblasten ab und werden deshalb als isogen bezeichnet, da sie die gleiche Erbinformation besitzen. Durch diese typische Anordnung ergeben sich für die Extrazellulärmatrix verschiedene Bereiche.

• Knorpelhof (Territorium): Dieser Begriff beschreibt das Areal der Extrazellulärmatrix um ein Chondron herum.
• Interterritorien: Hierunter fällt die Matrix zwischen den Chondrozytengruppen.
• Chondron: Eine isogene Gruppe an Chondrozyten mit dem umgebenden Knorpelhof wird als Chondron bezeichnet.

Elastischer Knorpel

Der elastische Knorpel zeichnet sich durch eine hohe Flexibilität und Biegsamkeit aus. Das begründet sich in der hohen Anzahl an elastischen Fasern. Histologisch sind nur wenige Territorien erkennbar, da enorm viele Zellen vorhanden sind.

Faserknorpel

Durch einen hohen Gehalt an Kollagenfasern vom Typ I ist diese Art enorm zugfest und auch druckelastisch. Es finden sich mikroskopisch nur wenige Zellgruppen mit einem eher hellen Knorpelhof.

In der folgenden Tabelle sind exemplarisch eine Beispiele für jeden Knorpeltyp genannt.

Knorpel – Erkrankungen

Auch Knorpel ist anfällig für pathologische Veränderungen, die zu verschiedenen Erkrankungen führen können. Ein Beispiel dafür ist das Chondrosarkom, welches bei Erwachsenen auftreten kann, obwohl es glücklicherweise ein eher seltener Tumor ist. Unter einem Chondrosarkom wird ein bösartiger Tumor im Knochen verstanden, der meist im Bereich des Beckens auftritt. Häufig treten Metastasen in der Lunge auf. Die Prognose ist eher schlecht, da diese Art des Sarkoms wenig auf Strahlentherapie oder Chemotherapie anspricht. Die wirksamste Therapie ist eine komplette operative Entfernung.

Die bekanntere Krankheit ist wahrscheinlich die Arthrose, bei der Gelenke zunehmend Schaden nehmen und aufgrund von Knorpelschäden nicht mehr ausreichend regenerieren können. Im Falle eines kompletten Gelenkverschleiß kann er so durchaus dazu kommen, dass ein komplettes Gelenk ersetzt werden muss, um die Lebensqualität aufrecht zu erhalten.