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Morphologie und Molekularpathologie der Osteoarthrose

Relevanz für Pathogenese und Diagnostik

Morphology and molecular pathoglogy of osteoarthritis

Implications for pathogenesis and diagnosis

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Die biomechanischen Eigenschaften des hyalinen Gelenkknorpels sind in der spezifischen biochemischen Beschaffenheit der extrazellulären Knorpelmatrix begründet, die v.a. aus einem Netzwerk von Kollagenfibrillen sowie der eingelagerten proteoglykanreichen Knorpelgrundsubstanz besteht. Im Rahmen der Osteoarthrose kommt es zu einer chronisch fortschreitenden Zerstörung des Gelenkknorpels und damit zum Funktionsverlust des Gelenksystems. Neben der Degradation von molekularen Komponenten kommt es auch zur Destabilisierung und Zerstörung von supramolekularen Strukturen. Dies sowie die zellulären Reaktionen erklären das morphologische Erscheinungsbild: Die Matrixzerstörung auf molekularer Ebene zeigt sich am Verlust der Anfärbbarkeit für Proteoglykane, die supramolekulare Matrixzerstörung an Rißbildungen und schließlich am Fehlen ganzer Knorpelschichten. Die Zellen reagieren auf diese Veränderung zunächst mit verstärkter Neusynthese von Knorpelmatrixkomponenten. Zusätzlich kommt es zu einer Proliferation v.a. der Knorpelzellen sowie zu Umdifferenzierungen der selben. Für die Behandlung der Osteoarthrose ist eine adäquate Frühdiagnostik mit prognostischer Signifikanz von zentraler Bedeutung. Jedoch sind die bisher für die pathohistologische Diagnostik angewandten konventionellen histologischen und histochemischen Färbetechniken unzureichend und neuartige diagnostische Analysemethoden notwendig.

The biochemical properties of articular cartilage rely on the biochemical composition and integrity of its extracellular matrix. This matrix consists mainly of a collagen network and the proteoglycan-rich ground substance. In osteoarthritis, ongoing cartilage matrix destruction takes place, which leads to a progressive loss in joint function. Besides the degradation of molecular matrix components also the destabilization of supramolecular structures such as the collagen network takes place. These processes as well as the cellular reaction pattern explain the histomorphology of osteoarthritic cartilage degeneration: the loss of histochemical proteogylcan staining reflects the damage on the molecular level, whereas the supramolecular matrix destruction leads to fissuring and finally to the loss of the cartilage. The chondrocytes react by increasing matrix synthesis, and also by proliferation and changing their cellular phenotype. For the management of osteoarthrits, early and prognostically relevant diagnostic criteria are desired, but new analytical tools are needed in order to supplement conventional histopathological evaluation.

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Maletius, W., Aigner, T. Morphologie und Molekularpathologie der Osteoarthrose . Arthroskopie 12, 3–8 (1999). https://doi.org/10.1007/s001420050063

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  • Schlüsselwörter Osteoarthrose
  • Knorpelmatrix
  • Chondrozyten
  • Kollagene
  • Key words Osteoarthritis
  • Cartilage matrix
  • Chondrocytes
  • Collagens