Appositionelle Ossifikation

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 12. November 2016
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Die appositionelle Ossifikation ist das Dickenwachstum der Knochen. Appositionelles Wachstum findet an der Zirkumferenz statt und nimmt seinen Ursprung am Stratum osteogenicum des Periosts. Wächst ein Knochen ziellos in die Breite, aber nicht mehr in die Länge, so stellen sich Bewegungseinschränkungen ein.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die appositionelle Ossifikation?

Der medizinische Terminus der Ossifikation oder Osteogenese benennt die Knochenbildung. Knochenwachstum findet entweder in die Länge oder in die Breite statt. Das Wachstum in die Breite wird auch als Dickenwachstum oder appositionelle Ossifikation bezeichnet. Längenwachstum findet nicht permanent statt. Das Dickenwachstum ist hingegen ein permanenter Körperprozess.

Neue Gewebsschichten lagern sich bei der appositionellen Ossifikation von außen an den Knochen an. Das macht den Wachstumsprozess zu einem Prozess der perichondralen Ossifikation. Darunter wird indirekte Knochenbildung von außen verstanden, die über den Zwischenschritt des Knorpels stattfindet.

Die appositionelle Ossifikation betrifft sowohl platte und kurze Knochen, als auch lange Röhrenknochen und ist ein wichtiger Teil des Knochenumbaus. Durch Dickenwachstum passen sich Knochen zum Beispiel bestimmten Belastungen oder spezifischen Beanspruchungen an.

An der Ossifikationsart sind Osteoblasten, Osteoklasten und Osteozyten beteiligt. Die Grundsubstanz für alle Knochenbildungsprozesse ist das embryonale Bindegewebe Mesenchym.

Funktion & Aufgabe

Bei der appositionellen Ossifikation wird neues Knochengewebe von außen an bestehendes Knochengewebe angelagert. Dickenwachstum findet immer an der Knochenmanschette des Knochenschafts statt und geht vom Stratum osteogenicum aus. Zur Mitte der Diaphyse hin lagert sich von außen das neue Knochenmaterial an den bestehenden Knochen an. Periostzellen bilden dieses neue Material während der Differenzierung.

Das Periost ist eine dünne Gewebeschicht auf der Außenfläche aller Knochen. Die innere Schicht besteht aus osteoblastischen Stammzellen zur Knochenregeneration. In der äußeren Schicht liegt zellarmes Bindegewebe voller kollagener Fasern.

Die Osteoblasten vollführen das appositionelle Wachstum. Diese Zellen sind als embryonale Mesenchymzellen zur Synthese einer kollagenen Knochenmatrix in der Lage und produzieren dazu Osteoid. Mit fortschreitender Knochenbildung distanzieren sich die Osteoblasten voneinander und mauern einander in die Knochensubstanz ein. So entsteht ein feines System aus einzelnen Kanälen. Bei der perichondralen Ossifikation sondern sich Osteoblasten von der Knorpelhaut ab und lagern sich in Form eines Rings um das Knorpelmodell. So lassen sie eine Knochenmanschette entstehen.

Die appositionelle Ossifikation ist das Dickenwachstum der Knochen.

Perichondrale Ossifikation ereignet sich immer am Mittelschaft langer Röhrenknochen. Am epiphysennahen Schaftteil findet das Dickenwachstum der Knochen von innen heraus statt und wird durch Anlagerung von Zellen des Endosts bewerkstelligt.

Wie das Längenwachstum findet auch das Dickenwachstum der Knochen unter dem Einfluss von Hormonen statt. Sobald sich die Wachstumsfuge von Knochen geschlossen hat, sind sie nicht mehr zum Längenwachstum fähig. Die Hormone aktivieren dann keine Längenwachstumsprozesse mehr, sondern lediglich die Prozesse der appositionellen Ossifikation. Die dazu vorgesehenen Hormone sind Hormone des Hypophysenvorderlappens, einige Schilddrüsenhormone und Geschlechtshormone. Neben dem Wachstumshormon STH (somatotropes Hormon) spielen die Sexualhormone Testosteron und Östrogen eine Hauptrolle für die hormonelle Regulation der Verknöcherungen.

Das Dickenwachstum der Knochen stellt sicher, dass die Knochensubstanz Gewichtsveränderungen und neuen Belastungslagen standhalten kann. Das Längenwachstum wird aus gutem Grund von den gleichen Hormonen stimuliert wie das Dickenwachstum. Mit dem Längenwachstum der Knochen steigt das Gewicht, dem sie standhalten müssen. Längenwachstum muss daher immer von appositioneller Ossifikation begleitet werden, damit der Knochen in der neuen Belastungssituation nicht bricht. Längen- und Dickenwachstum sind im Körper demzufolge ideal aufeinander abgestimmt.

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Krankheiten & Beschwerden

Das Knochenwachstum kann durch verschiedene Krankheiten beeinträchtigt sein. Eine der bekanntesten Erkrankungen mit verheerenden Wirkungen auf die indirekte Ossifikation und damit auch die appositionelle Osteogenese ist die Osteogenesis imperfecta. Die mutationsbedingte Erkrankung ist auch als Glasknochenkrankheit bekannt. Die ursächliche Mutation betrifft das COL1A1- und das COL1A2-Gen. Über diese Gene wird die Zusammenlagerung der Kollagene Typ I bestimmt. Durch den Gendefekt erreicht die Körperzellen ein abnormer Botenstoff. So produzieren sie unvollständige oder anderweitig abnorme Kollagenfasern. Patienten der Glasknochenkrankheit leiden an verformten Kollagenstäben, die den Knochen kaum Stabilität verleihen. Einige Typen der Glasknochenkrankheit sind auch von normalen, aber zahlenmäßig zu begrenzten Kollagenstäben geprägt. In allen Fällen leiden die Patienten an fragilen und frakturgefährdeten Knochen.

Die Glasknochenkrankheit ist eine strukturelle Knochenkrankheit. Eine tatsächliche Knochenwachstumsstörung ist dagegen die Achondroplasie. Bei dieser Erkrankung schließen sich die Epiphysenfugen zu früh. Das Längenwachstum ist nach der Fugenschließung nicht mehr möglich. Das appositionelle Wachstum der Knochen setzt sich jedoch fort. Dasselbe gilt für die desmale Ossifikation. Die Harmonie zwischen Längen- und Dickenwachstum ist dadurch nicht mehr gegeben. Die Imbalance der Wachstumsprozesse verschiebt die Körperproportionen der Patienten. Am Rumpf und am Kopf liegt in den meisten Fällen normales Wachstum vor. Das Längenwachstum der Gliedmaßen stagniert allerdings vorzeitig.

Das überschießende Dickenwachstum kann erhebliche Beschwerden verursachen. Das trifft vor allem auf größere Knochen zu. Die mechanischen Bewegungsabläufe können durch eine übermäßig appositionelle Ossifikation zum Beispiel eingeschränkt werden. Beispielsweise wird in vielen Fällen der Bewegungsradius der Gelenke durch die stetig zunehmende Dicke verringert.

Überschießende Ossifikationsprozesse stellen sich besonders oft nach Knochenbrüchen ein. Auch hormonelle Störungen können Ossifikationsstörungen bedingen, die sowohl das Längen-, als auch das Dickenwachstum betreffen. Wenn beide Wachstumsformen im gleichen Maße betroffen sind, sind die Symptome meist geringer. Ist das Längenwachstum bereits abgeschlossen, ruft ein überschießender Wachstumshormonspiegel nur noch Dickenwachstum hervor und schränkt so, wie auch bei der Achondroplasie, die Bewegungsfähigkeit des Betroffenen ein.

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