Thema 1: Bot, Kraakbeen & Calcium Homeostasis
1.1 (PR): Regulatie calcium homeostase
Calcium komt in het lichaam voornamelijk voor in bot in de vorm van hydroxyapatietkristallen (een
neerslag van calcium en fosfaat). Naast deze structurele rol (stevigheid, bescherming) kan het ook een
regulatoire rol hebben als signaalmolecuul. De calciumconcentratie is het laagst binnen de cel, om te
voorkomen dat het een neerslag vormt met fosfaten als ATP.
PTH, calcitonine en vitamine D zijn hormonen die de calciumconcentratie reguleren. PTH wordt
gevormd als pre-pro-PTH in het ER. Het wordt geknipt tot PTH(1-84) in het Golgi apparaat, waarna het
wordt uitgescheiden aan de lever en nier. Hier wordt het verder geknipt tot PTH(1-34), wat de volledige
biologische activiteit bevat.
Bij een hypocalcemie (te weinig calcium) wordt er PTH gemaakt door de bijschildklier en wordt de
calcitonineproductie verlaagd door C-cellen in de schildklier. PTH activeert de osteoclasten in het bot om
bot af te breken, zodat er calcium vrijkomt. Calcitonine stimuleert de calcium-reabsorptie en fosfaat- en
bicarbonaat-excretie in de nier. De fosfaat-excretie zorgt voor een verminderde mogelijkheid tot
neerslagvorming en bicarbonaat zorgt ervoor dat het bloed iets zuurder wordt, waardoor calcium los
komt van bijvoorbeeld albumine. Actief vitamine D (1.25(OH)2D3) stimuleert de calcium absorptie in de
darm.
Vitamine D3 wordt gemaakt door de huid onder invloed van zonlicht of komt via de voeding het lichaam
binnen. Deze vitamine D3 wordt in de lever omgezet tot 25(OH)D3 en later in de nier omgezet tot
1.25(OH)2D3. Dit is een belangrijke differentiatiefactor voor een aantal celtypen, remt de celdeling van
onder andere huidcellen en monocyten en wordt klinisch gebruikt bij de behandeling van psoriasis en
bepaalde typen leukemie.
PTH related protein (PTHrP) is een eiwit dat structureel veel op PTH lijkt. Normaal komt het niet in de
bloedbaan terecht, maar in het geval van een tumor kan dit wel. Dan bindt PTHrP aan de PTH-receptor.
Het is belangrijk bij borstontwikkeling en lactatie, bij kraakbeen- en botontwikkeling, bij placentaal
calciumtransport, haargroei, overleving neurale cellen, tanderuptie en het zorgt in de gladde spieren
voor relaxatie. PTHrP komt in tumoren (paraneoplasctische syndromen) voor, waar het de normale
calciumhuishouding ontregelt.
,1.2 (PR): Bot- en Kraakbeen
Je kunt de cellen en de andere componenten van kraakbeen herkennen.
● Kraakbeen bevat chondrocyten,
glycosaminoglycanen (GAG), proteoglycanen,
glycoproteïnen en collageen vezels
(voornamelijk type II).
● Chondrocyten liggen omgeven in een lacuna, of
als een isogene groep van meerdere
chondrocyten.
● Isogene groepen chondrocyten
vertegenwoordigen chondrocyten die
recentelijk gedeeld zijn.
● Chondrocyten kleuren basofiel (donker) door
rijk aanwezig grote Golgi apparatus, die
verantwoordelijk zijn voor de productie van
collageen en ECM eiwitten.
● Lichter gekleurde cytoplasma in chondrocyten is een indicatie voor de aanwezigheid van
vetdruppels en glycogeen voorraden. Daarnaast is het golgi in oudere chondrocyten kleiner,
waardoor deze ook lichter kleurt.
● Het perichondrium dat kraakbeen omgeeft kleurt acidofiel (rozig/lichter)
Je kunt de cellen en de andere componenten van bot herkennen.
● Bot is een type bindweefsel bestaande uit osteoprogenitor cellen, osteoblasten, osteocyten,
osteoclasten en een ECM.
● Osteoprogenitor cellen vormen uit mesenchymale stamcellen in het beenmerg.
● Osteoblasten vormen uit osteoprogenitor cellen en scheiden niet-gemineraliseerd osteoïd uit.
● Osteocyten zijn gedifferentieerde osteoblasten die omgeven liggen in lacunae en via canaliculi
met elkaar communiceren.
● Osteoclasten vormen uit hematopoietische stamcellen en zijn verantwoordelijk voor
botresorptie.
● De ECM bestaat voornamelijk uit collageen type I en andere eiwitten zoals osteocalcine.
,Je kunt de bouw en functie van kraakbeen beschrijven en de functie aan de bouw correleren.
● Kraakbeen is avasculair bindweefsel dat bestaat uit chondrocyten en een extracellulaire matrix.
● Als chondrocyten delen zorgt dit voor interstitiële groei, waarbij er meer ECM-producerende
chondrocyten ontstaan. Na deling ontstaan er isogene groepen, die naarmate ze meer ECM
produceren, uit elkaar gaan en zodoende in hun eigen lacuna terecht komen.
● In de ECM is de ratio GAG: collageenvezels hoog waardoor de diffusie van (voedings)stoffen door
het kraakbeen mogelijk is.
● Proteoglycaan-aggregaten (aggrecaan) en GAG’s trekken water veel water aan, dat niet
samendrukbaar is, waardoor kraakbeen een hoge druk kan weerstaan.
● Er bestaan 3 typen kraakbeen: hyaline kraakbeen, elastisch kraakbeen en fibreus kraakbeen.
● Hyalien- en elastisch kraakbeen zijn omgeven door een laag straf ongeordend bindweefsel
genaamd het perichondrium, dat fibroblast-achtige cellen bevat voor appositionele groei.
● Bij appositionele groei differentiëren de fibroblast-achtige cellen tot chondroblasten die weer tot
chondrocyten kunnen differentiëren.
Je kunt de bouw en functie van bot beschrijven en de functie aan de bouw correleren.
● Bot heeft een gemineraliseerde ECM, bestaande uit calciumfosfaat in de vorm van
hydroxyapatietkristallen [Ca10(PO4)6(OH)2]. Hierdoor is het bot stevig en geeft het structurele
stevigheid die mechanische krachten kan weerstaan. Daarnaast zorgt de mineralisatie van de
ECM ervoor dat het bot als Calcium- en fosfaat opslagplek kan dienen.
, ● Bot is of matuur of immatuur; immatuur bot
tref je vooral bij een foetus aan.
● Immatuur bot heet ook wel plexiform (woven)
bot omdat het geen lamellaire organisatie heeft
door de oriëntatie van de collageenvezels.
● In matuur bot bestaat het buitenste gedeelte
van het bot, wat de bot koker vormt, uit
compact bot, terwijl het binnenste gedeelte uit
spongieus bot bestaat.
● Spongieus bot bestaat uit trabeculae.
Trabeculae zijn dunne botfragmenten (spicules)
die met elkaar in verbinding staan en zodoende
een gaasachtig netwerk vormen. De ruimtes
tussen de trabeculae wordt gevuld door
beenmerg en bloedvaten.
● Compact bot bestaat uit cilindrische eenheden
genaamd osteonen.
● Osteonen bestaan uit concentrische lamellae
van botmatrix die rondom het kanaal van
Havers liggen, waardoor bloedvaten en
zenuwen lopen.
● Kanalen van Havers in verschillende osteonen worden met elkaar verbonden door de kanalen
van Volkmann die loodrecht op de as van de osteonen lopen. De kanalen van Volkmann
verbinden tevens compact bot met het spongieuse bot.
● Interstitiële lamella vormen tussen osteonen. Daarnaast zijn er ook nog circumferential (omtrek)
lamellae die rond het hele bot lopen.
● De buitenkant van compact bot wordt omgeven door een periosteum (behalve bij de articulaire
gedeelten). De binnenkant van compact bot, dat grens aan het beenmerg, en de trabeculae zijn
bekleed met een endosteum.
1.1 (PR): Regulatie calcium homeostase
Calcium komt in het lichaam voornamelijk voor in bot in de vorm van hydroxyapatietkristallen (een
neerslag van calcium en fosfaat). Naast deze structurele rol (stevigheid, bescherming) kan het ook een
regulatoire rol hebben als signaalmolecuul. De calciumconcentratie is het laagst binnen de cel, om te
voorkomen dat het een neerslag vormt met fosfaten als ATP.
PTH, calcitonine en vitamine D zijn hormonen die de calciumconcentratie reguleren. PTH wordt
gevormd als pre-pro-PTH in het ER. Het wordt geknipt tot PTH(1-84) in het Golgi apparaat, waarna het
wordt uitgescheiden aan de lever en nier. Hier wordt het verder geknipt tot PTH(1-34), wat de volledige
biologische activiteit bevat.
Bij een hypocalcemie (te weinig calcium) wordt er PTH gemaakt door de bijschildklier en wordt de
calcitonineproductie verlaagd door C-cellen in de schildklier. PTH activeert de osteoclasten in het bot om
bot af te breken, zodat er calcium vrijkomt. Calcitonine stimuleert de calcium-reabsorptie en fosfaat- en
bicarbonaat-excretie in de nier. De fosfaat-excretie zorgt voor een verminderde mogelijkheid tot
neerslagvorming en bicarbonaat zorgt ervoor dat het bloed iets zuurder wordt, waardoor calcium los
komt van bijvoorbeeld albumine. Actief vitamine D (1.25(OH)2D3) stimuleert de calcium absorptie in de
darm.
Vitamine D3 wordt gemaakt door de huid onder invloed van zonlicht of komt via de voeding het lichaam
binnen. Deze vitamine D3 wordt in de lever omgezet tot 25(OH)D3 en later in de nier omgezet tot
1.25(OH)2D3. Dit is een belangrijke differentiatiefactor voor een aantal celtypen, remt de celdeling van
onder andere huidcellen en monocyten en wordt klinisch gebruikt bij de behandeling van psoriasis en
bepaalde typen leukemie.
PTH related protein (PTHrP) is een eiwit dat structureel veel op PTH lijkt. Normaal komt het niet in de
bloedbaan terecht, maar in het geval van een tumor kan dit wel. Dan bindt PTHrP aan de PTH-receptor.
Het is belangrijk bij borstontwikkeling en lactatie, bij kraakbeen- en botontwikkeling, bij placentaal
calciumtransport, haargroei, overleving neurale cellen, tanderuptie en het zorgt in de gladde spieren
voor relaxatie. PTHrP komt in tumoren (paraneoplasctische syndromen) voor, waar het de normale
calciumhuishouding ontregelt.
,1.2 (PR): Bot- en Kraakbeen
Je kunt de cellen en de andere componenten van kraakbeen herkennen.
● Kraakbeen bevat chondrocyten,
glycosaminoglycanen (GAG), proteoglycanen,
glycoproteïnen en collageen vezels
(voornamelijk type II).
● Chondrocyten liggen omgeven in een lacuna, of
als een isogene groep van meerdere
chondrocyten.
● Isogene groepen chondrocyten
vertegenwoordigen chondrocyten die
recentelijk gedeeld zijn.
● Chondrocyten kleuren basofiel (donker) door
rijk aanwezig grote Golgi apparatus, die
verantwoordelijk zijn voor de productie van
collageen en ECM eiwitten.
● Lichter gekleurde cytoplasma in chondrocyten is een indicatie voor de aanwezigheid van
vetdruppels en glycogeen voorraden. Daarnaast is het golgi in oudere chondrocyten kleiner,
waardoor deze ook lichter kleurt.
● Het perichondrium dat kraakbeen omgeeft kleurt acidofiel (rozig/lichter)
Je kunt de cellen en de andere componenten van bot herkennen.
● Bot is een type bindweefsel bestaande uit osteoprogenitor cellen, osteoblasten, osteocyten,
osteoclasten en een ECM.
● Osteoprogenitor cellen vormen uit mesenchymale stamcellen in het beenmerg.
● Osteoblasten vormen uit osteoprogenitor cellen en scheiden niet-gemineraliseerd osteoïd uit.
● Osteocyten zijn gedifferentieerde osteoblasten die omgeven liggen in lacunae en via canaliculi
met elkaar communiceren.
● Osteoclasten vormen uit hematopoietische stamcellen en zijn verantwoordelijk voor
botresorptie.
● De ECM bestaat voornamelijk uit collageen type I en andere eiwitten zoals osteocalcine.
,Je kunt de bouw en functie van kraakbeen beschrijven en de functie aan de bouw correleren.
● Kraakbeen is avasculair bindweefsel dat bestaat uit chondrocyten en een extracellulaire matrix.
● Als chondrocyten delen zorgt dit voor interstitiële groei, waarbij er meer ECM-producerende
chondrocyten ontstaan. Na deling ontstaan er isogene groepen, die naarmate ze meer ECM
produceren, uit elkaar gaan en zodoende in hun eigen lacuna terecht komen.
● In de ECM is de ratio GAG: collageenvezels hoog waardoor de diffusie van (voedings)stoffen door
het kraakbeen mogelijk is.
● Proteoglycaan-aggregaten (aggrecaan) en GAG’s trekken water veel water aan, dat niet
samendrukbaar is, waardoor kraakbeen een hoge druk kan weerstaan.
● Er bestaan 3 typen kraakbeen: hyaline kraakbeen, elastisch kraakbeen en fibreus kraakbeen.
● Hyalien- en elastisch kraakbeen zijn omgeven door een laag straf ongeordend bindweefsel
genaamd het perichondrium, dat fibroblast-achtige cellen bevat voor appositionele groei.
● Bij appositionele groei differentiëren de fibroblast-achtige cellen tot chondroblasten die weer tot
chondrocyten kunnen differentiëren.
Je kunt de bouw en functie van bot beschrijven en de functie aan de bouw correleren.
● Bot heeft een gemineraliseerde ECM, bestaande uit calciumfosfaat in de vorm van
hydroxyapatietkristallen [Ca10(PO4)6(OH)2]. Hierdoor is het bot stevig en geeft het structurele
stevigheid die mechanische krachten kan weerstaan. Daarnaast zorgt de mineralisatie van de
ECM ervoor dat het bot als Calcium- en fosfaat opslagplek kan dienen.
, ● Bot is of matuur of immatuur; immatuur bot
tref je vooral bij een foetus aan.
● Immatuur bot heet ook wel plexiform (woven)
bot omdat het geen lamellaire organisatie heeft
door de oriëntatie van de collageenvezels.
● In matuur bot bestaat het buitenste gedeelte
van het bot, wat de bot koker vormt, uit
compact bot, terwijl het binnenste gedeelte uit
spongieus bot bestaat.
● Spongieus bot bestaat uit trabeculae.
Trabeculae zijn dunne botfragmenten (spicules)
die met elkaar in verbinding staan en zodoende
een gaasachtig netwerk vormen. De ruimtes
tussen de trabeculae wordt gevuld door
beenmerg en bloedvaten.
● Compact bot bestaat uit cilindrische eenheden
genaamd osteonen.
● Osteonen bestaan uit concentrische lamellae
van botmatrix die rondom het kanaal van
Havers liggen, waardoor bloedvaten en
zenuwen lopen.
● Kanalen van Havers in verschillende osteonen worden met elkaar verbonden door de kanalen
van Volkmann die loodrecht op de as van de osteonen lopen. De kanalen van Volkmann
verbinden tevens compact bot met het spongieuse bot.
● Interstitiële lamella vormen tussen osteonen. Daarnaast zijn er ook nog circumferential (omtrek)
lamellae die rond het hele bot lopen.
● De buitenkant van compact bot wordt omgeven door een periosteum (behalve bij de articulaire
gedeelten). De binnenkant van compact bot, dat grens aan het beenmerg, en de trabeculae zijn
bekleed met een endosteum.
