Hallo,
wenn man wächst, dann wird ja das Knochengerüst immer größer.
Die Knochen sind aber hart und außerdem drückt doch die Schwerkraft noch unten. Woher kommt also diese Kraft, die Platz in dem Konchengerüst schafft, damit die Knochen auch in die Länge wachsen können.
Die Zellteilung, also die chemischen Reaktionen, die zur Knochenbildung führen, können wohl kaum diese Kraft aufbringen, oder?
Danke für die Antwort
Tim
Doch
Die Zellteilung, also die chemischen Reaktionen, die zur
Knochenbildung führen, können wohl kaum diese Kraft
aufbringen, oder?
Schon mal gesehen wie Pflanzensamen die Straßendecke zerstören? Oder keimende Samen, die Steine anheben?
Gruß
Stefan
Die Zellteilung, also die chemischen Reaktionen, die zur
Knochenbildung führen, können wohl kaum diese Kraft
aufbringen, oder?Schon mal gesehen wie Pflanzensamen die Straßendecke
zerstören? Oder keimende Samen, die Steine anheben?
Das hängt mit dem osmotischen Druck zusammen, den die Zellen aufbauen, nicht mit der Zellteilung.
sehr komplex 
Hallo,
wenn man wächst, dann wird ja das Knochengerüst immer größer.
Die Knochen sind aber hart und außerdem drückt doch die
Schwerkraft noch unten. Woher kommt also diese Kraft, die
Platz in dem Konchengerüst schafft, damit die Knochen auch in
die Länge wachsen können.
…das Thema ist ziemlich komplex und nicht sp pauschal zu beantworten, wie deine Fragestellung es impliziert. Das fängt schon damit an, dass das Längenwachstum der großen Skelettknochen nicht wahllos an multiplen Stellen im Knochengerüst stattfindet, sondern von Wachstumszonen ausgeht, die selbst nicht verknöchert sind, sondern aus weichem Knorpelgewebe bestehen. Nur von diesen speziellen Wachstumszonen (Epiphysenfugen) ausgehend, findet das interstitiell Wachstum, das Größenwachstum der Skelettknochen, statt. Verknöchern die Epiphysenfugen mit der Pubertät, ist Schluss mit wachsen.
Fertig ausgebildete Knochensubstanz ist ein Netzwerk aus Stützproteinen (Kollagen), eingelagerten Mineralien (vorwiegend Calziumsalze) und eingeschlossenen, untereinander über Gap junktions verbundenen Zellen, welches einen sehr komplexen, strukturellen Aufbau aus Basallamellen, Schaltlamellen, verschiedenen Arten von Kanälene für die Zell-Zell-Interaktion, Blutversorgung und Enervation besitzt, und nicht einfach durch Wachstumsvorgänge wie ein Hefeteig aufgetrieben werden kann. Geht ja schon nicht, weil Knochen zwar ein belebtes, aber mechanisch eben sehr stabiles Konstrukt ist.
Sind lokale Wachstumsvorgänge innerhalb des reifen Knochens nötig (Heilung nach Knochenbrüchen etc.), muss die bestehende Knochensubstanz zunächst abgebaut werden (durch spezielle Fresszellen, sog. Osteoklasten) und anschließend eine neue, an die geänderten Bedingungen angepasste Knochenstruktur durch knochenaufbauende Zellen (Osteoblasten) geschaffen werden, welche sich anschließend im neu gebildeten Knochen ‚einmauern‘ und zu Knochenzellen (Osteozyten) werden. Man spricht von Remodelling.
Die Zellteilung, also die chemischen Reaktionen, die zur
Knochenbildung führen, können wohl kaum diese Kraft
aufbringen, oder?
Zur Knochenbildung führen sehr, sehr viele Vorgänge, die durch Abbau-, Synthese- und biochemische Steuerfunktionenen sehr, sehr vieler verschiedener Zelltypen vermittelt werden. Es teilen sich ned einfach nur so Zellen…
LG Jesse
Hallo Tim,
wenn Du Stefan nicht glaubst, kann man ja immer noch argumentieren, daß man im Schlaf wächst; und da man sich dann auch dreht, kann man in alle Richtungen wachsen 
Gandalf
Knorpelgewebe bestehen. Nur von diesen speziellen
Wachstumszonen (Epiphysenfugen) ausgehend, findet das
interstitiell Wachstum, das Größenwachstum der Skelettknochen,
statt. Verknöchern die Epiphysenfugen mit der Pubertät, ist
Schluss mit wachsen.
Zur Knochenbildung führen sehr, sehr viele Vorgänge, die durch
Abbau-, Synthese- und biochemische Steuerfunktionenen sehr,
sehr vieler verschiedener Zelltypen vermittelt werden. Es
teilen sich ned einfach nur so Zellen…
Was ist denn aber die treibende Kraft aus den Wachstumszonen?
Sind da erst kleine Zellen, die sich über Osmose aufpumpen und so größer werden und so den Knochen aus der Wachstumszone schieben?
Was ist denn aber die treibende Kraft aus den Wachstumszonen?
Sind da erst kleine Zellen, die sich über Osmose aufpumpen und
so größer werden und so den Knochen aus der Wachstumszone
schieben?
Nein, das ist schon ein wenig komplexer. Müsste ich jetzt im Einzelnen selbst nachlesen, was hier zu Hause nicht geht. Der Umbau des Knorpelgewebes selber geschieht botenstoffvermittelt in mehreren Schritten. Teile der Knorpelmasse in der Wachstumsfuge werden abgeschnürt und nicht mehr mit Nährstoffen versorgt, die Knorpelzellen gehen zugrunde und aus der Blutbahn wandern Zellen ein, welche die Knorpelsubstanz resorbieren. Andere Zellen lassen sich nieder, vermehren sich dort (also die pumpen sich ned über Osmose auf oder solche Scherze, sondern teilen sich schlicht) und scheiden ein Grundgerüst aus Proteinen ab, die sog. extrazelluläre Matrix. Diese Zellen können sich auch noch aktiv bewegen und dorthin wandern, wo sie gebraucht werden, um ein Pschönes, räumliches Proteingerüst auszuscheiden und die abgebaute Knorpelmasse damit zu ersetzen. Wiederum durch den Einfluss von Botenstoffen reifen einige dieser Zellen dann weiter aus und erlangen die Fähigkeit, Kalk aus dem Blut zu filtern und in das ausgeschiedene ECM-Gerüst einzubauen. Sie ordnen sich dabei in Schichten an und mauern sich selbst mit ein und es ist ein Stück neuer Knochen (eine Lamelle) entstanden.
Die Zellen teilen sich also und vermehren sich so (Massenzuwachs) und bauen aus Proteinen und Kalziumsalzen Knochensubstanz auf (auch Massenzuwachs). So entsteht der Substanzzuwachs. Die reine Schwerkraft juckt die Zellen übrigens eher wenig, die ist nicht stark genug, um sie plattzudrücken, die sind ja ganz klein und haben kein Gewicht, so dass sie sich fast überall rein- und durchquetschen können.
Wo sie sich hinbegeben, um sich zu vermehren, zu reifen und Knochenmasse zu produzieren, in welche Richtung sie ‚bauen‘ und welche Strukturen sie erzeugen, hängt von vielen Faktoren ab. Das Wechselspiel im menschlichen Körper ist extrem komplex. Es gibt viele Zelltypen (z.B. im Gehirn und diversen Drüsen), die Botenstoffe ausscheiden, welche wiederum andere Zellen in ganz bestimmten Regionen (z.B. den Epiphysenfugen) dazu bringen, solche Wachstumsvorgänge einzuleiten. Aber die knochenbildenden Zellen spüren auch den Einfluss von Kräften (z.B. aus welcher Richtung die Kräfte beim Laufen über das Gelenk in den entsprechenden Knochen eingeleitet werden) und bauen ihre Knochenlamellen immer so in Richtung der auf den Knochen wirkenden Kräfte, wie ein guter Statiker das tun würde, um immer die maximale Stabilität zu gewährleisten.
Ich hoffe, ich habe die Intention deiner Frage richtig verstanden und dir halbwegs verständlich geantwortet. Ist manchmal ned einfach. ^^
LG Jesse
Was ist denn aber die treibende Kraft aus den Wachstumszonen?
Nur grob, so genau muss ich das nicht wissen, wie die Knochen aus ihren Wachstumszonen geschoben werden. Aber wenn es anscheinend mit Zellteilung geht, dann weiß ich, dass nach der Zellteilung die Zellen etwas kleiner sind, als sie es sind, bevor sie sich teilen. Und es wurde ja geschrieben, dass sich Stoffe aus dem Blut in die Zellen einlagern. Das kann doch durchaus mit einem osmotischen Druck passieren, oder?
Nur grob, so genau muss ich das nicht wissen, wie die Knochen
aus ihren Wachstumszonen geschoben werden. Aber wenn es
anscheinend mit Zellteilung geht, dann weiß ich, dass nach der
Zellteilung die Zellen etwas kleiner sind, als sie es sind,
bevor sie sich teilen.
Ja, dann wachsen sie wieder und teilen sich gegebenenfalls erneut.
Und es wurde ja geschrieben, dass sich
Stoffe aus dem Blut in die Zellen einlagern. Das kann doch
durchaus mit einem osmotischen Druck passieren, oder?
Ich habe geschrieben, dass die Zellen (Osteoblasten) Kalziumsalze aus dem Blut in das von ihnen ausgeschiedene Eiweißgerüst einlagern, wodurch es verknöchert.
Natürlich nehmen alle Zellen auch Stoffe aus dem Blut auf, lagern diese gegebenenfalls ein und scheiden andere Stoffe wieder aus. Sie haben ja etwas, dass man Stoff- und Energiewechsel nennt. Der findet über Transporter-Proteine und Ionenkanäle in der Zellmenbran statt.
Ich weiß echt nicht, was du immer mit dem osmotischen Druck willst, du kommst ja irgendwie immer wieder darauf zurück. Es scheint der (von mir bisher nicht verstandene) Kernpunkt deines Anliegend zu sein. Vielleicht erklärst du mal so präzise wie möglich, was du eigentlich wissen möchtest. Was soll der osmotische Druck mit dem Knochenwachstung zu tun haben?
LG Jesse
Also, ich möchte einfach nur grob wissen, woher die Kraft kommt, die die Knochenzellen nach vorne aus der Wachtumszone drückt, damit der Knochen länger wird.
Wahrscheinlich dadurch, dass die Zellen wachsen, aber wenn doch von außen ein Druck auf die Zellen wirkt,zum Beispiel die Schwerkraft oder einfach, dass die Masse das Körpers, also wenn die Beine wachsen, nach oben gedrückt werden muss, dann muss man ja auch zusätzlich Energie aufbringen, damit die Stoffe in die Zelle kommen und dass die dann in Zellmaterial umgesetzt werden können. Weil druch den Druck auf die Zelle würden die Edukte ja nie freiwillig in die Zelle diffundieren.
Aber Du hast ja schon geschrieben, dass es da Transportproteine gibt, die die Stoffe in die Zelle befördern, bestimmt unter ATP-Verbrauch.
Das würde die Stoffe ja dann in die Knochenzelle pressen, worauf sie sich ausdehen würde und so der Knochen insgesamt, wenn die Zellen in der Wachstumszone „aufgepumpt“ werden, aus der Zone geschoben werden.
Stimmt das so?
Also, ich möchte einfach nur grob wissen, woher die Kraft
kommt, die die Knochenzellen nach vorne aus der Wachtumszone
drückt, damit der Knochen länger wird.
Ich glaube, du hast einfach eine falsche Vorstellung vom Wachstum. Es müssen da keine großen Kräfte wirken, es wird auch nichst irgendwo raus gedrückt. Es handelt sich zum größten Teil um Prozesse des Aufbaus und Abbaus auf sehr kleinen Räumen, das habe ich ja schon versucht, zu erklären. Die Zellen schaffen sich Raum, um oben ein Stück Knochen anzubauen, indem sie die Knorpelmasse resorbieren (auffressen), welche vorher diesen Platz eingenommen hat. Der Knorpel wächst seinerseits auf der Oberseite weiter.
Die meisten Zellen, welche für das Wachstum, also das Ausscheiden neuer Gewebesubstanz, verantwortlich sind, müssen auch nirgendwo hin gedrückt werden, sie können sich selbst dorthin bewegen, wo sie benötigt werden, passiv und teilweise auch aktiv.
Versuch dir die Arbeit der Zellen vielleicht mal wie Maden in einer Frucht vorzustellen, die werden ja auch nicht durch das auf sie drückende Fruchtfleisch zerquetscht, obwohl für sie solche Kräfte wegen ihrer Größe viel relevanter sind.
Schon die makroskopische Vorstellung, das wachsende Gewebe müsste den ganzen Körper anheben, ist ein wenig einseitig. Du stehst ja nicht den ganzen Tag herum, so dass die gesamte Körperlast auf deine Beine drückt. Wenn du liegst, ist z.B. alles ganz locker und entspannt und die Zellen können auch an den wenigen echten ‚Hot Spots‘ wachsen oder sich regenerieren, wo vorher hohe Kräfte wirkten. Der Knorpel in den Gelenken ist ein gutes Beispiel dafür, der regeneriert sich quasi im Schlaf, wenn keine Bewegungskräfte auf ihn wirken, dann nimmt er wieder Feuchtigkeit auf, kann ein bisschen proliferieren und sich für den nächsten Tag fit machen, wenn er wieder gequetscht und gerieben wird. *g*
Wahrscheinlich dadurch, dass die Zellen wachsen, aber wenn
doch von außen ein Druck auf die Zellen wirkt,zum Beispiel die
Schwerkraft oder einfach, dass die Masse das Körpers, also
wenn die Beine wachsen, nach oben gedrückt werden muss, dann
muss man ja auch zusätzlich Energie aufbringen, damit die
Stoffe in die Zelle kommen und dass die dann in Zellmaterial
umgesetzt werden können.
Nein, das denke ich nicht. Zellen sind mikroskopisch klein, da herrschen andere Kraftverhältnisse. So wie du argumentierst müssten ja die Zellen in den Fußsohlen 90% der gesamten Stoffwechselenergie für das tragen der Körperlast aufwenden oder fakultativ schreckliche Tode sterben, weil der ganze Körper auf ihnen lastet.
Weil druch den Druck auf die Zelle
würden die Edukte ja nie freiwillig in die Zelle diffundieren.
Aber Du hast ja schon geschrieben, dass es da
Transportproteine gibt, die die Stoffe in die Zelle befördern,
bestimmt unter ATP-Verbrauch.
Ja. Aber die Diffusion findet durchaus auch freiwillig statt, wo die Zellmembran das zulässt. Die entsprechenden, energiegetriebenen Transportsysteme dienen der Zelle vielmehr dazu, zu selektieren, was sie haben will und was nicht, also zur Kontrolle das Stoffwechsels.
Diffusion findet auch unter viel höheren Drücken statt, die Erhöhung der Entropie klappt immer. ^^
Wenn du einen Beutel Sirup 100 Meter tief unter Wasser öffnen würdest, würde der Inhalt sich auch von allein durch Diffusion im Wasser verteilen. Diese Prozesse werden nicht deutlich erschwert, weil ein paar Kilo nasses Fleisch auf der Stelle lasten.
Das würde die Stoffe ja dann in die Knochenzelle pressen,
worauf sie sich ausdehen würde und so der Knochen insgesamt,
wenn die Zellen in der Wachstumszone „aufgepumpt“ werden, aus
der Zone geschoben werden.
Nein. So primitiv funktioniert die Zelle nicht. Sie lässt durchaus auch Stoffe diffusiv in die Zelle und aus der Zelle und besitzt auch aktive Transportsysteme für den Transport aus der Zelle. Die arbeiten alle sehr ausbalanciert und werden von der Zelle feingliedrig überwacht und gesteuert. Die wird unter ihren gewohnten Umgebungsbedingungen im Körper nicht aufgepumpt, wenn sie das nicht möchte (und ich denke nicht, dass sie das möchte). ^^
Stimmt das so?
Du denkst irgendwie zu makroskopisch, zu mechanistisch. 
LG Jesse