Zellmechanismus

Kollagen wird ausgeschleust

Die Aufbauzelle gibt Kollagen als Vorstufe nach außen ab. Erst dort werden die Endstücke entfernt, und die Moleküle fügen sich zu Fasern.

In der Szene sehen Sie, wie die Aufbauzellen feine Fäden nach unten abgeben. Das sind Kollagenmoleküle auf dem Weg in den neuen Knochen.

Die Zelle verlässt das Kollagen als Prokollagen. Das ist eine Vorstufe mit Schutzkappen an beiden Enden. Solange die Kappen sitzen, bleiben die Moleküle einzeln und löslich. So verstopfen sie die Zelle nicht.

Für Ihre KnochenDie Güte des Kollagen-Gerüsts bestimmt, wie zäh ein Knochen ist und wie viel Verformung er aushält, bevor er bricht. Diese Eigenschaft misst die Knochendichte nicht. Zwei Knochen mit gleicher Dichte können unterschiedlich bruchfest sein.

Verpackt in Bläschen

Ein Prokollagen-Molekül ist ein steifes Stäbchen und deutlich länger als die üblichen Transportbläschen der Zelle. Die Zelle bildet dafür besonders große Bläschen. Sie wandern vom Golgi-Apparat zur Unterseite der Zelle und entleeren sich dort nach außen. Abgegeben wird nur zur Knochenseite hin.

Außen werden die Kappen abgeschnitten

Direkt vor der Zelle warten Enzyme, die beide Endstücke abtrennen. Übrig bleibt das eigentliche Kollagenmolekül. Die abgeschnittenen Endstücke gelangen ins Blut. Das vordere heißt P1NP und dient als Aufbaumarker.

Die Moleküle ordnen sich von selbst

Ohne Kappen lagern sich die Moleküle seitlich aneinander. Sie liegen dabei nicht bündig, sondern jeweils um ein festes Stück versetzt, wie Ziegel in einer Mauer. So entstehen Fasern mit einem regelmäßigen Muster aus Lücken und Überlappungen. In den Lücken beginnt später die Verkalkung.

Quervernetzung gibt Reißfestigkeit

Frische Fasern lassen sich noch gegeneinander verschieben. Ein Enzym, das Kupfer braucht, verändert einzelne Bausteine an den Enden der Moleküle. Diese verbinden sich dann fest mit den Nachbarmolekülen. Aus lose liegenden Fäden wird ein zugfestes Geflecht.

Die Aufbauzellen legen die Fasern in Schichten ab. Die Faserrichtung wechselt von Schicht zu Schicht, ähnlich wie bei Sperrholz.

Im Alltag

• P1NP entsteht bei jedem neu gebildeten Kollagenmolekül und zeigt im Blut, wie aktiv die Aufbauzellen sind.

In Zahlen

Vorstufe

Kollagen verlässt die Zelle als Prokollagen mit Schutzkappen an beiden Enden.

Zuschnitt

Die Endstücke werden erst außerhalb der Zelle abgetrennt.

Ordnung

Die Moleküle lagern sich von selbst versetzt zu Fasern zusammen.

Passende Laborwerte

• P1NP
• Kupfer
• Vitamin C