KollagenNetzwerken

Kollagen-Netzwerke, auch Kollagennetzwerke genannt, sind dreidimensionale, vernetzte Strukturen der extrazellulären Matrix, die vor allem aus Kollagenfibrillen bestehen. Sie kommen in vielen Geweben vor und liefern mechanische Festigkeit, Formgebung und eine Matrix für Zellen. Die netzwerkartige Organisation entsteht durch fibrilläre Kollagene, insbesondere Typ I, II und III, die sich zu Fibrillen und schließlich zu vernetzten Netzen zusammenlagern. Cross-linking durch Enzyme wie Lysyloxidase stabilisiert das Netz; Proteoglykane und Glykoproteine wie Decorin beeinflussen Fibrillenwachstum, Porengröße und Zellbindung.

Die Bildung beginnt in Zellen wie Fibroblasten oder Chondroblasten. Prokollagen wird synthetisiert, hydroxylierte und glycosyliert, außerhalb der Zelle zu Tropokollagen verarbeitet und dann zu Fibrillen zusammengesetzt. Das Netz wird durch Remodeling reguliert: Matrixmetalloproteinasen (MMPs) bauen Netzwerke ab, während TIMPs deren Aktivität hemmen.

Funktionen der Kollagen-Netzwerke reichen von mechanischer Tragfähigkeit über die Formgebung des Gewebes bis hin zur Regulierung von Zelladhäsion und Migration. Veränderungen des Netzwerks spielen eine Rolle bei Fibrose, Sklerose, Wundheilung und altersbedingten Gewebeveränderungen. Vitamin-C-Mangel beeinträchtigt die Kollagen-Hydroxylierung und damit die Stabilität des Netzes.

In der Biomedizin finden Kollagen-Netzwerke Anwendung als Scaffold in der Gewebezüchtung und als Implantatmaterial. Durch physikalische oder chemische Vernetzung lässt sich Festigkeit, Porenstruktur und Abbaurate steuern. Die Eigenschaften hängen vom Kollagen-Typ, dem Vernetzungsgrad und dem Gewebeumfeld ab.