Bindegewebe: Funktionen und Versorgung

Inhaltsverzeichnis

Der Aufbau und die Funktion des Bindegewebes

Im menschlichen Körper gibt es verschiedene Formen von Bindegewebe. Diese sind teilweise deutlich unterschiedlicher Struktur und perfekt an die jeweiligen Anforderungen angepasst. In diesem Zusammenhang wird vor allem zwischen dem lockeren und straffen Bindegewebe unterschieden.

Straffes und lockeres Bindegewebe

Während das straffe Bindegewebe vielen Strukturen im Körper eine gewisse Stabilität oder mechanische Eigenschaften verleiht (Bänder, Sehnen), ist das lockere Bindegewebe vergleichbar mit einem feinen Netz, das sowohl Organe stabilisiert, sie aber auch stützend umgibt und an ihrer Position im Körper fixiert (hierbei wird auch vom sog. Interstitium gesprochen – dem Zwischengewebe). Im Falle bestimmter Organe, wie bspw. der Lunge, gewährleistet das lockere Bindegewebe darüber hinaus auch eine gewisse Beweglichkeit, die hier für die Ausdehnung während der Atmung wichtig ist.

Gut zu wissen: Der Aufbau des lockeren Bindegewebes unterscheidet sich bei Frauen und Männern. So verlaufen die Bindegewebsfasern bei Frauen parallel und bei Männern netzartig. Dadurch ist es dem weiblichen Gewebe möglich, sich während einer Schwangerschaft entsprechend zu dehnen. Dieser Aufbau ist darüber hinaus auch dafür verantwortlich, dass Frauen häufiger von Cellulite betroffen sind als Männer.

Weitere Formen von Bindegewebe

Neben dem lockeren und straffen Bindegewebe finden sich im Organismus noch weitere Formen, wie das bekannte Stützgewebe (Knochen und Knorpel) sowie weniger stark vertretene, jedoch hoch spezialisierte Formen, wie das retikuläre Bindegewebe in Organen des Immunsystems.

Der Aufbau des Bindegewebes

Aufgebaut ist das Bindegewebe aus Strukturproteinen wie Kollagen oder Elastin. Die Kollagenstruktur variiert je nach Funktion von Gewebe zu Gewebe. Aktuell sind 28 unterschiedliche Kollagentypen bekannt. Damit ist Kollagen mit 30 % das anteilig am meisten vorkommende Protein im menschlichen Organismus1–3.

Bindegewebseigenschaften hängen von seiner Zusammensetzung und bestimmten Zuckermolekülen ab

Die spezifischen Eigenschaften der unterschiedlichen Bindegewebsformen im Organismus hängen u.a. davon ab, welche der 28 Kollagentypen im jeweiligen Gewebe vorhanden sind. So wird das Bindegewebe z.B. fester oder lockerer, je nachdem wie dicht die Fasern eines Kollagen-Typs auftreten.

Jedoch sind die unterschiedlichen Kollagene nicht der einzige ausschlaggebende Faktor für die Eigenschaften eines Bindegewebes.

Grundsubstanz von Bindegewebe

Denn neben den Strukturproteinen Kollagen und Elastin besteht das Bindegewebe noch aus zahlreichen weiteren Substanzen, welche häufig unter dem Wort Grundsubstanz zusammengefasst werden.

Die Grundsubstanz besteht im Wesentlichen aus Wasser und Elektrolyten, aber auch aus weiteren funktionellen Substanzen. Eine wichtige Stoffklasse der Grundsubstanz sind bestimmte Zuckerverbindungen. Bekannte Beispiele sind hier die Hyaluronsäure oder auch Chondroitinsulfat.

Diese Moleküle kommen meist in langen Ketten vor und haben die Eigenschaft, (schwammartig) sehr effizient Wasser zu binden. Sie verleihen dem Bindegewebe dadurch Eigenschaften wie Zug- und Druckfestigkeit und dienen bspw. als natürliches „Schmiermittel“ und „Stoßdämpfer“ in Gelenken.

Die genaue Zusammensetzung der Grundsubstanz ist deutlich komplexer und variiert stark zwischen verschiedenen Bindegeweben2,4,5.

Das Bindegewebe ist ein wichtiger Speicher für Wasser und Nährstoffe und dient dem Stoffaustausch zwischen Blut und Zellen

Das lockere Bindegewebe weist einen hohen Anteil der erwähnten Grundsubstanz auf und ist damit ein wichtiger Wasser- und Nährstoffspeicher. Es dient zudem nicht-organgebundenen Zellen – wie bspw. den mobilen Zellen des Immunsystems – als Aufenthaltsort und Transportweg.

Darüber hinaus umgibt das lockere Bindegewebe auch die Blutgefäße. Hier dient das wässrige Milieu der Grundsubstanz auch dem Stoffaustausch zwischen Zellen und Blut. Durch diese Funktion ist das Bindegewebe von großer Bedeutung für die Versorgung von Zellen mit Nährstoffen und den Abtransport von Stoffwechselprodukten.

Das Bindegewebe ist wichtig für die Immunfunktion/das Immunsystem

Wie bereits erwähnt, bewegen sich die mobilen Zellen des Immunsystems, die den Körper permanent nach pathogenen oder entarteten Zellen absuchen, über das lockere Bindegewebe.

Bindegewebe ist aber nicht nur als Transportweg von Immunzellen wichtig für das Immunsystem. So sind auch die Organe des Immunsystems selbst (Lymphknoten, Milz, Mandeln) von einem speziellen Typ von Bindegewebe durchzogen, welches als retikuläres Bindegewebe bezeichnet wird.

Retikuläres Bindegewebe bildet dort ein maschenartiges Netz, in dem sich die Zellen des Immunsystems aufhalten und bewegen können. Das Bindegewebe bietet dort somit die strukturellen Voraussetzungen für ein funktionales Immunsystem4.

Das Bindegewebe befindet sich in einem permanenten Auf- und Abbau

Da Bindegewebe den gesamten Organismus durchzieht und zahlreiche Funktionen erfüllt, ist der Erhalt von gesundem Bindegewebe essenziell wichtig für die Gesundheit. Bindegewebe wird daher permanent neu gebildet, abgebaut, repariert und modelliert. Diese Prozesse sind abhängig von Bindegewebszellen innerhalb der Gewebe, welche als Fibroblasten und Fibrozyten bezeichnet werden.

Fibroblasten sind hierbei die Zellen, die das kollagene Bindegewebe auf- und abbauen. Fibrozyten, die Vorläuferzellen der Fibroblasten, sind stabilisierender Natur und nicht an der Stoffsynthese beteiligt2,4,5.

Im Alter wird mehr Bindegewebe abgebaut als aufgebaut

Mit fortschreitendem Alter überwiegt die Rate des Abbaus der des Aufbaus. Die Produktion von abbauenden Enzymen wie der sog. Kollagenasen steigt im Alter, während die natürliche Produktion von Kollagen sinkt. Die Folge: Der Gehalt an Kollagen, Elastin und Proteoglykan in der Haut sinkt6.

Das Bindegewebe versteift mit zunehmendem Alter

Zudem kommen weitere altersbedingte Faktoren wie fortschreitende Glykosylierung des Bindegewebes (Irreversible Reaktion mit Zucker) hinzu. Dadurch kommt es zu einer ungewollten Quervernetzung der Bindegewebefasern und „Versteifung“ von Bindegewebe6.

Falten und Cellulite sind Folgen des Abbaus sowie der Versteifung des Bindegewebes

Die makroskopischen Folgen dieser Prozesse treten als typische optische Alterungserscheinungen auf: Falten und Cellulite. Aber die gleichen Alterungsprozesse betreffen auch das Bindegewebe in allen Organen und um sie herum. Über die gesundheitlichen Folgen davon wird nur selten gesprochen. Der Integritätsverlust des Bindegewebes ist daher einer von zahlreichen Faktoren bei der Entstehung alterungsbedingter Krankheitsbilder5.

Der Fortschritt dieser Degeneration ist von vielen Faktoren abhängig, auf die teilweise selbst Einfluss genommen werden kann.

Eine gesunde Lebensweise unterstützt das Bindegewebe

Durch eine gesunde Lebensweise Einfluss auf das Bindegewebe zu nehmen, heißt, Einfluss auf seine Gesundheit zu nehmen.

Für das Bindegewebe sind die gleichen Grundpfeiler wichtig, die bei der Absicht, seine Gesundheit zu fördern, IMMER im Vordergrund stehen sollten: Ernährung, Schlaf und Bewegung.

So bildet eine gesunde Ernährungs- und Lebensweise den Grundbaustein für ein gesundes Bindegewebe, welches wiederum, durch seine weitreichenden Funktionen, förderlich für die allgemeine Gesundheit ist.

Gesunde Ernährung für die nötigen Nährstoffe

Man kann ein Haus nicht ohne Steine bauen. Bindegewebe ist eine Proteinstruktur mit einem hohen Anteil der Aminosäuren Lysin, Prolin und Glycin. Ohne eine ausreichende Proteinversorgung über die Ernährung fehlen die Bausteine für den Aufbau.

Der Aufbau aller Strukturen im Körper wird durch Enzyme vermittelt. Diese sind für ihre Funktion oftmals abhängig von sogenannten Cofaktoren (Vitamine, Spurenelemente). Wodurch sich die Abhängigkeit bestimmter Prozesse von spezifischen Mikronährstoffen erklärt.

Im Falle der Bildung von Bindegewebe sind die direkt beteiligten Enzyme abhängig von: Kupfer, Mangan, Eisen und vor allem Vitamin C. Sie sollten daher unbedingt auf eine abwechslungsreiche Ernährung achten, um wichtige Mikronährstoffe abzudecken. Eine Versorgung mit Vitamin C, Mangan, Kupfer und Eisen trägt daher zu einer normalen Bildung und dem Erhalt von gesundem Bindegewebe bei.

Auch Silizium wird in diesem Zusammenhang immer wieder genannt – die genaue Funktion ist hier wissenschaftlich aber nicht abschließend geklärt (dazu später mehr).

Eine gesunde Ernährung, die alle benötigten Nährstoffe und Mikronährstoffe abdeckt, ist also das Grundfundament für gesundes Bindegewebe.

Sport und Bewegung

Bindegewebe ist nicht trainierbar wie ein Muskel. Verschiedene Bindegewebe reagieren auf Druck, Spannung oder einfacher auf „Bewegung“. Der Umbau ist hier ein langsamer Prozess und setzt Kontinuität voraus.

Während des Sports wird die Belastung von Rezeptoren wahrgenommen und über komplexe Signalwege ein Signal an die Fibroblasten geleitet, was diese zur Bildung neuen Bindegewebes anregt.

Vor allem für Knorpel als Spezialfall von Bindegewebe ist Bewegung von großer Relevanz, denn Knorpel wird nicht wie andere Bindegewebe durchblutet, sondern ist auf die Versorgung über Gelenkflüssigkeit angewiesen – und diese verteilt sich über Bewegung.

Umweltgifte und das Bindegewebe

Es wird vermutet, dass die Ablagerung von Umweltgiften wie Quecksilber im Bindegewebe ein Faktor für die Entwicklung von Funktionsstörungen des Bindegewebes sein könnte7. Umweltgifte weitestgehend zu vermeiden, ist also für die Gesundheit des Bindegewebes äußerst wichtig.

Essenzielle Mikronährstoffe für das Bindegewebe im Detail

Die wichtigsten Mikronährstoffe für die Bildung und die Gesundheit von Bindegewebe wurden bereits kurz genannt. Um zu verstehen, warum es so wichtig ist, diese über die Ernährung oder Ergänzung zuzuführen, gehen wir aber noch einmal detaillierter auf die Funktionen der einzelnen Mikronährstoffe ein:

Vitamin C

Die Aminosäuren Prolin und Lysin kommen in kollagenem Bindegewebe in einer besonderen Form vor, die man als „hydroxyliert“ bezeichnet. Um diese Bausteine in diese Form zu überführen, braucht der Körper unbedingt Vitamin C. Fehlt Vitamin C, ist die Kollagensynthese fehlerhaft. Eine extreme Folge von Vitamin-C-Mangel ist als Skorbut bekannt, eine Seefahrerkrankheit früherer Zeiten, bei der durch die Degeneration des Bindegewebes die Zähne ausfallen8.

Mangan

Für eine normale Bildung von Bindegewebe erfüllt Mangan zwei Funktionen:

  1. Im Rahmen des Auf- und Abbaus von Kollagen ist ein Enzym, die sog. Prolidase, unerlässlich. Diese vermittelt wichtige Reaktionen im Stoffwechsel der Aminosäure Prolin. Die Prolidase ist ein Enzym, welches Mangan als Cofaktor verwendet und ohne Mangan nicht funktionieren kann9.
  2. Neben der Rolle im Rahmen des Aufbaus von Kollagen spielt Mangan auch eine Rolle bei der Bildung von Proteoglykanen. Proteoglykane sind Kombinationen aus Proteinen mit langen Seitenketten verschiedener Glykosaminglykane, zu denen auch die bekannte Hyaluronsäure gehört. Gebildet werden Proteoglykane von sog. Glycosyltransferasen, die wiederum Mangan-abhängig sind. Proteoglykane sind wichtig für die Funktionalität von Knorpel und Knochen9.

Kupfer

Analog zu Mangan gibt es für die Bildung von gesundem Bindegewebe auch enzymatische Reaktionen, die Kupfer-abhängig sind. So wird die Verknüpfung von Kollagen mit dem sog. Elastin (elastische Fasern des Bindegewebes) durch das Enzym Lysyl-Oxidase vermittelt, das wiederum Kupfer als Cofaktor nutzt10.

Eisen

Die Enzyme, die Vitamin C nutzen (Hydroxylasen), um Prolin und Lysin in ihre hydroxylierte Form zu überführen, benötigen außer Vitamin C noch Eisen als Cofaktor. Nur wenn beides vorliegt, funktioniert diese für das Bindegewebe wichtige Modifikation11.

Lysin, Prolin und Glycin

Die Aminosäuren Lysin, Prolin und Glycin stellen die wichtigsten Bausteine von kollagenem Bindegewebe dar. Jede dritte Aminosäure in Kollagen ist Glycin! Prolin und Lysin sind zudem wichtige Strukturgeber von Kollagen und kommen in Bindegewebe zu großen Teilen in einer speziellen Form vor – als Hydroxyprolin und Hydroxylysin. Lysin zählt zu den essenziellen Aminosäuren und muss daher über die Ernährung zugeführt werden, während die beiden anderen Aminosäuren vom Körper selbst hergestellt werden können.

Da Prolin und Glycin jedoch in großen Mengen für die Kollagensynthese benötigt werden, können sie limitierende Faktoren bei der Bildung von Bindegewebe darstellen. Gerade zu Glycin gibt es von wissenschaftlicher Seite Bedenken darüber, ob die körpereigene Synthese zur Deckung des Bedarfs bei der Kollagensynthese ausreicht12.

Arginin und Glutaminsäure

Prolin ist einer der limitierenden Baustoffe für die Bildung von Kollagen. Prolin ist nicht essenziell und kann vom Körper aus Arginin bzw. Glutaminsäure gebildet werden13. So hat Arginin in Studien einen positiven Einfluss auf Wundheilung und Kollagenbildung gezeigt14. Diese positiven Eigenschaften sind jedoch nicht nur auf seine Funktion als Vorläufer von Prolin zurückzuführen, sondern auch auf eigenständige Effekte dieser Aminosäure.

Silizium

Ein weiterer Mikronährstoff, der im Kontext mit Bindegewebe häufig genannt wird, ist Silizium. Die genauen biologischen Funktionen von Silizium sind bis heute nicht aufgeklärt. Es ist dennoch bekannt, dass Silizium einen positiven Einfluss auf die Kollagenbildung und beispielsweise die Anzahl an Chondrozyten (Knorpel-bildende Zellen) hat15. Vermutet werden außerdem strukturelle Funktionen und auch mit den bereits genannten Proteoglykanen scheint Silizium zu wechselwirken15,16.

Fazit

Das Bindegewebe hält nicht nur die Organe an Ort und Stelle, sondern dient auch als wichtiger Speicher für Wasser und Nährstoffe und dem Stoffaustausch zwischen Blut und Zellen. Darüber hinaus spielt es eine wichtige Rolle für ein funktionsfähiges Immunsystem. Daher sollte dem Bindegewebe eine größere Aufmerksamkeit zuteilwerden, die über optische Schönheitsmakel von Bindegewebeschwäche hinausgeht.

Wer das eigene Bindegewebe unterstützen möchte, sollte auf eine gesunde Ernährung Wert legen, die im besten Fall sowohl die Aminosäuren Lysin, Prolin und Glycin als auch Kupfer, Mangan, Eisen und Vitamin C einschließt. Alternativ oder als Ergänzung empfiehlt sich ein geeignetes Nahrungsergänzungsmittel. Des Weiteren sollte auch auf eine gute Schlafqualität und möglichst viel Bewegung im Alltag geachtet werden, um dem Bindegewebe eine bestmögliche Regeneration zu ermöglichen.

Quellen

  1. M. K. Gordon and R. A. Hahn, “Collagens,” Cell and tissue research, vol. 339, no. 1, p. 247, Jan. 2010, doi: 10.1007/S00441-009-0844-4.
  2. M. J. Mienaltowski and D. E. Birk, “Structure, physiology, and biochemistry of collagens,” Advances in experimental medicine and biology, vol. 802, pp. 5–29, 2014, doi: 10.1007/978-94-007-7893-1_2.
  3. S. Ricard-Blum, “The Collagen Family,” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, vol. 3, no. 1, pp. 1–19, Jan. 2011, doi: 10.1101/CSHPERSPECT.A004978.
  4. A. Mescher, “Junqueira’s basic histology: text and atlas,” 2013, Accessed: Nov. 16, 2021. [Online].
  5. C. A. Sarbacher and J. T. Halper, “Connective Tissue and Age-Related Diseases,” Subcellular Biochemistry, vol. 91, pp. 281–310, 2019, doi: 10.1007/978-981-13-3681-2_11.
  6. R. Ricciarelli, P. Maroni, N. Özer, J. M. Zingg, and A. Azzi, “Age-dependent increase of collagenase expression can be reduced by α-tocopherol via protein kinase C inhibition,” Free Radical Biology and Medicine, vol. 27, no. 7–8, pp. 729–737, Oct. 1999, doi: 10.1016/S0891-5849(99)00007-6.
  7. R. Pamphlett and S. K. Jew, “Mercury is taken up selectively by cells involved in joint, bone, and connective tissue disorders,” Frontiers in Medicine, vol. 6, p. 168, 2019, doi: 10.3389/FMED.2019.00168/BIBTEX.
  8. Vitamin C | Linus Pauling Institute | Oregon State University.” (accessed Nov. 16, 2021).
  9. “Manganese | Linus Pauling Institute | Oregon State University.” https://lpi.oregonstate.edu/mic/minerals/manganese (accessed Nov. 16, 2021).
  10. Copper | Linus Pauling Institute | Oregon State University.” (accessed Nov. 16, 2021).
  11. “Biosynthesis Roles for Iron and Copper in Connective Tissue,” 1981, doi: 10.1098/rstb.1981.0091.
  12. E. Meléndez-Hevia, P. de Paz-Lugo, A. Cornish-Bowden, and M. L. Cárdenas, “A weak link in metabolism: the metabolic capacity for glycine biosynthesis does not satisfy the need for collagen synthesis,” Journal of biosciences, vol. 34, no. 6, pp. 853–872, Dec. 2009, doi: 10.1007/S12038-009-0100-9.
  13. Á. Do et al., “The in vivo effect of L-arginine on skin elasticity in mice,” J. Pharm. Sci, vol. 53, no. 3, p. 45, 2017, doi: 10.1590/s2175-97902017000300045.
  14. F. Wittmann et al., “L-arginine improves wound healing after trauma-hemorrhage by increasing collagen synthesis,” The Journal of trauma, vol. 59, no. 1, pp. 162–168, Jul. 2005, doi: 10.1097/01.TA.0000171529.06625.A8.
  15. F. H. Nielsen, “Update on the possible nutritional importance of silicon,” Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, vol. 28, no. 4, pp. 379–382, Oct. 2014, doi: 10.1016/J.JTEMB.2014.06.024.
  16. K. Schwarz, “A bound form of silicon in glycosaminoglycans and polyuronides,” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 70, no. 5, pp. 1608–1612, 1973, doi: 10.1073/PNAS.70.5.1608.


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Klaudius Breitkopf

Sportökonom

„Als erfahrener Sportökonom weiß ich, dass Ernährung und Sport einfach zusammengehören. Dabei spielt die Qualität der Lebensmittel eine große Rolle. Aus diesem Grund bieten wir unseren Mitgliedern die Nahrungsergänzungen von Lebenskraftpur an.“