Kollagenanordnung

Kollagenanordnung beschreibt die räumliche Organisation von Kollagenfasern in Geweben. Kollagen bildet Tropocollagen-Moleküle, die sich zu Fibrillen mit der charakteristischen D-Band-Periodizität zusammenlagern. Aus Fibrillen entstehen Bündel und schließlich Kollagenfasern, die Geweben Festigkeit, Formstabilität und mechanische Eigenschaften verleihen. Die Anordnung variiert je nach Gewebetyp, Entwicklungsstadium und Belastung.

In Sehnen und Ligamenten finden sich häufig parallel angeordnete Kollagenfasern, die in Zugrichtung orientiert sind. Die Dermis zeigt teils gestaffelte, netzartige Strukturen, während Knorpel ein dichtes Faser-Netzwerk aus Kollagen Typ II bildet, das Stoß- und Druckbelastung aufnimmt. Die Hornhaut des Auges besitzt lamellenartig orientierte Kollagenfasern, die Transparenz und optische Stabilität gewährleisten.

Die Orientierung wird durch mechanische Belastung, Entwicklung und Heilung beeinflusst. Quervernetzungen durch Enzyme wie Lysyloxidase sowie der Einfluss von Proteoglykanen regulieren Fibrillengröße, Dichte und Orientierung. Während der Wundheilung ordnen sich Kollagenfasern neu an und passen sich lokalen Spannungen an.

Kollagenanordnung bestimmt die mechanische Leistung von Geweben. Abweichungen können zu veränderten Festigkeiten und Dehnungen führen und sind in einigen Erkrankungen wie Sklerodermie oder bestimmten Ehlers-Danlos-Syndromen sowie in Osteogenesis imperfecta relevant. Die Analyse der Kollagenordnung dient der Beurteilung von Gewebequalität, Alterungsprozessen und Reparaturzuständen.

Zur Untersuchung werden Licht- oder Elektronenmikroskopie, Polarisationsmikroskopie und Second-Harmonic-Generation-Mikroskopie eingesetzt.