Knochenbildung

Knochenbildung, auch Ossifikation genannt, ist der Prozess der Bildung von Knochengewebe aus Vorläuferzellen. Im Mensch erfolgt sie während der Embryonalentwicklung und im Skelettumbau. Es gibt zwei grundlegende Ossifikationswege: die intramembranöse Ossifikation, bei der Knochen direkt aus mesenchymalem Bindegewebe entstehen, und die enchondrale (Endochondrale) Ossifikation, bei der ein Knorpelmodell schrittweise durch Knochen ersetzt wird.

Bei der intramembranösen Ossifikation lagern sich mesenchymale Zellen zu Osteoblasten, die Osteoid absondern, das mineralisiert und zu Knochengewebe wird. Aus dem Osteoid entstehen zunächst Gefüge aus Woven bone, das später zu Lamellenknochen remodelliert wird. Dieser Weg bildet vor allem flache Knochen wie Schädelplatten, Teile des Schultergürtels und das Schlüsselbein.

Bei der enchondralen Ossifikation ersetzt ein Knorpelmodell den ursprünglichen Knorpel; Chondrozyten wachsen und die Matrix kalsifiziert. Blutgefäße dringen ein, Osteoblasten bauen Knochen an, Primärossifikationszentren entstehen im Zentrum des Knorpels, sekundäre Zentren in den Epiphysen. Langknochen wie Femur und Tibia entwickeln so ihr Skelett; das Längenwachstum erfolgt über die Epiphysenfugen (Wachstumsfugen).

Nach der Geburt erfolgt der Knochenumbau durch Osteoblasten und Osteoklasten, reguliert durch Hormone wie Wachstumshormon, IGF-1, Schilddrüsenhormon sowie Östrogen oder Testosteron. Mineralstoffwechsel wird durch Parathormon, Calcitonin und Vitamin D gesteuert. Mechanische Belastung und Signalingwege wie Wnt/β-Catenin fördern Knochenbildung.

Störungen der Knochenbildung können Entwicklungsanomalien oder Knochenerkrankungen verursachen, etwa Osteogenesis imperfecta durch Kollagen-I-Mangel. Das Verständnis der Ossifikationsprozesse unterstützt die Behandlung von Frakturen, Wachstumsstörungen und skelettalen Anpassungen.