Kollagenfasern, retikuläre Fasern und elastische Fasern. Ein umfassendes Verständnis aus morphologischer Sicht

Faserige Bestandteile der extrazellulären Matrix werden lichtmikroskopisch in drei Fasertypen eingeteilt: kollagene, retikuläre und elastische Fasern. Die vorliegende Studie gibt einen Überblick über die Ultrastruktur dieser Faserkomponenten auf der Grundlage unserer früheren Untersuchungen mittels Licht-, Elektronen- und Rasterkraftmikroskopie.
Kollagenfasern haben die Form von Schnüren oder Bändern mit einer Breite von 1-20 μm und verlaufen in Geweben wellenförmig. Diese Fasern bestehen aus dicht gepackten dünnen Kollagenfibrillen (30-100 nm dick in gewöhnlichen Geweben von Säugetieren) und weisen Aufspaltungen und Verbindungen auf, wobei sich die Anzahl der Fibrillen verändert, um ein dreidimensionales Netzwerk als Ganzes zu bilden. Einzelne Kollagenfibrillen (d. h. Einheitsfibrillen) in Kollagenfasern weisen ein charakteristisches D-Banding-Muster auf, dessen Länge je nach Gewebe und Organen zwischen 64 und 67 nm liegt. Man geht davon aus, dass Kollagenfibrillen während der Fibrogenese durch Verschmelzung kurzer und dünner Fibrillen mit spitz zulaufenden Enden entstehen.
Retikuläre Fasern sind in der Regel als feines Geflecht feiner Fibrillen zu beobachten, die mit der Silberimprägnierungsmethode schwarz gefärbt werden. Sie liegen normalerweise unter dem Epithel und bedecken die Oberfläche von Muskelzellen, Fettzellen und Schwann-Zellen. Elektronenmikroskopisch sind retikuläre Fasern als einzelne Kollagenfibrillen oder kleine Fibrillenbündel zu erkennen, wobei der Durchmesser der Fibrillen dünn (etwa 30 nm) und einheitlich ist. Die retikulären Fasern sind durch den Austausch dieser Kollagenfibrillen mit den Kollagenfasern verbunden. In silberimprägnierten Proben sind einzelne Fibrillen in retikulären Fasern dicht mit groben Metallpartikeln beschichtet, was wahrscheinlich auf den hohen Gehalt an Glykoproteinen um die Fibrillen herum zurückzuführen ist.
Elastische Fasern und Laminae bestehen aus Mikrofibrillen und Elastinbestandteilen. Beobachtungen des extrahierten Elastins haben ergeben, dass die Elastinkomponenten aus etwa 0,1-0,2μm dicken Elastinfibrillen bestehen. Elastische Fasern und Laminae sind kontinuierlich mit Netzwerken und/oder Bündeln von Mikrofibrillen (oder Oxytalanfasern) verbunden und bilden ein elastisches Netzwerk, das für einzelne Gewebe spezifisch ist.
Die faserigen Komponenten der extrazellulären Matrix werden dabei morphologisch in zwei Systeme eingeteilt: das System der Kollagenfibrillen als stützendes Gerüst für Gewebe und Zellen und das System der Mikrofibrillen-Elastin-Komponenten zur gleichmäßigen Verteilung von Spannungen, um die an die lokalen Gewebeanforderungen angepasste Elastizität zu erhalten.