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Wissenswertes über den menschlichen Körper

Das Stütz- und Bewegungssystem

Das Stütz- und Bewegungssystem hält unseren Körper aufrecht und sorgt für zielgerichtete Bewegungen im Raum. Es setzt sich aus dem knöchernen Skelett und den entsprechenden Verbindungen, genannt Gelenke, zusammen. Für die Bewegung sorgen unsere Skelettmuskeln, die mit den Sehnen am Knochen verbunden sind. Unser Bandapparat sorgt für zusätzliche Festigung, aber auch Bewegungseinschränkung bei besonders beanspruchten Gelenken.

Skelett

Das knöcherne Skelett setzt sich aus den unterschiedlichsten Knochen zusammen. Es werden:

  • lange Röhrenknochen (z.B. der Oberarmknochen – Humerus, Unterarmknochen: Elle – Ulna und Speiche – Radius, Oberschenkelknochen – Femur, Unterschenkelknochen: Schienbein – Tibia, Wadenbein – Fibula)
  • platte Knochen (z.B. Schädelknochen, Rippen – Costae, Schulterblatt – Scapula, Brustbein – Sternum)
  • kurze Knochen (z.B. Handwurzelknochen)
  • Sesambeine (z.B. Kniescheibe – Patella)
  • luftgefüllte Knochen (z.B. Stirnbein – Os frontale) und
  • unregelmäßige Knochen (z.B. Wirbelkörper, Unterkieferknochen – Mandibula)

unterschieden.

Knochen

Knochen sind lebende Organe unseres Körpers und bestehen aus unterschiedlichen Geweben. Je nach physikalischer Belastung sind Knochen unterschiedlich aufgebaut. Ein langer Röhrenknochen ist hauptsächlich Zug- und Druckbelastungen ausgesetzt. Um diesen Kräften gewachsen zu sein, bestehen die langen Röhrenknochen aus verschiedenen Schichten: außen die Kortikalis, innen die Spongiosa (ähnlich auch den anderen Knochen).

Kortikalis

Die Kortikalis ist eine sehr kompakte Schicht aus Knochengewebe. Bei langen Röhrenknochen ist diese Schicht im Bereich des Schaftes besonders dick und wird dort auch Kompakta genannt.

Spongiosa

Die Spongiosa im Inneren des Knochens erscheint schwammartig und besteht aus feinen Knochenbälkchen. In diesem Geflecht und in der Markhöhle im Schaft befindet sich das blutbildende Knochenmark, das mit zunehmendem Alter durch gelbes Fettmark ersetzt wird. Bei platten Knochen bekommt die Spongiosa als innere Schicht den Eigennamen Diploë. Die Spongiosa findet sich bei langen Röhrenknochen nur in den Enden – im Schaft fehlt die Spongiosa.

Periost

Dem Knochen außen eng anliegend ist die sogenannte Beinhaut oder Periost. In dieser Bindegewebshaut befinden sich Nerven und Blutgefäße sowie elastische Fasern. Die Beinhaut ist durch die in ihr ziehenden Nerven sehr schmerzempfindlich und dient neben der Gefäßversorgung für den Knochen auch als Anheftungsstelle für Sehnen und Bänder am Knochen. Im Bereich des Schädelknochens wird das Periost auch Pericranium genannt.

Knochenauf- und -abbau

 

Durch spezielle Zellen im Körper – Osteoblasten – wird der Knochen aufgebaut. Dafür wird in den Osteoblasten Osteoid (weiche Grundsubstanz, auch Matrix des Knochens genannt) gebildet und angelagert. Durch die Einlagerung von Calciumphosphat in diese Matrix wird der Knochen stabil und hart. Sind die Osteoblasten vollständig von Knochenmatrix ummauert, werden sie Osteozyten genannt.

Während Osteoblasten für den Aufbau des Knochens verantwortlich sind, sorgen Osteoklasten für den Abbau des Knochens. Dafür wird von ihnen das bestehende Knochengewebe aufgenommen (resorbiert). Ein Osteoklast kann die gebildete Menge Knochen von 100 Osteoblasten in der gleichen Zeit abbauen.

Um diese Zellen mit ausreichend Energie zu versorgen, führen kleine Blutgefäße in den Knochen und durchziehen ihn mit einem dichten Netzwerk von Gefäßen. Die Knochen sind dabei so gut durchblutet, dass bei einem Bruch ein nicht unerheblicher Blutverlust rein durch Verletzung des Knochens entstehen kann.

Knochenwachstum

Das Längenwachstum der Knochen erfolgt hauptsächlich in der Nacht und geht vom Bereich zwischen Schaft und den Enden der langen Röhrenknochen – der Epiphysenfuge oder Wachstumsfuge – aus. Bis zum Abschluss des Längenwachstums (je nach Knochen in unterschiedlichem Alter) ist dieser Bereich noch nicht verknöchert, sondern besteht aus Knorpelsubstanz. Die Knorpelzellen teilen sich und verlängern so den Knochen in die Längsrichtung. Ausgehend vom Schaft verknöchern die Knorpelzellen, bis schließlich zum Abschluss des Längenwachstums der gesamte Bereich verknöchert und damit die Wachstumsfuge geschlossen ist.

Während in der Jugend (zirka in den ersten drei Lebensjahrzenten) der Knochenaufbau und damit die Funktion der Osteoblasten überwiegt, nimmt im Alter die Aktivität der Osteoklasten zu und Knochen(-dichte) wird abgebaut. Dabei ist die Spongiosa stärker betroffen als die Kortikalis, wodurch bestimmte Knochen im Alter häufiger von Brüchen (Frakturen) betroffen sind: zum Beispiel Oberschenkelhalsknochen, Wirbelkörpereinbrüche, handgelenksnahe Speichenbrüche.

Krankheiten des Knochens

Die Erkrankungen des Knochens werden unter dem Begriff Osteopathien zusammengefasst. Os, ostis bezeichnet lateinisch den Knochen, Pathos ist griechisch für das Leiden. Zu den häufigeren Erkrankungen zählen:

  • Fraktur – Knochenbruch infolge einer äußeren oder inneren Krafteinwirkung
  • Achondroplasie – genetisch bedingter Kleinwuchs durch eine Mutation im Wachstum des Skelettsystems
  • Knochenmarködem – auch transiente Osteoporose genannt – meistens in der Hüfte auftretend
  • Morbus Ahlbäck – plötzlicher Knochenuntergang (Infarkt) des kniegelenkbildenden Anteils des Oberschenkelknochens
  • Morbus Paget – chronische Verdickung und Umformung des Knochens, meist die Wirbelsäule, das Becken, die Extremitäten oder den Schädel betreffend
  • Osteoporose – Knochenschwund (Abnahme der Knochendichte) mit häufigen Knochenbrüchen (auch spontan auftretend) und Wirbelkörpereinbrüchen

Gelenke

Als Gelenke werden die (meist beweglichen) Verbindungen zweier Knochen genannt. Ein echtes Gelenk (Diarthrose) bezeichnet zwei Knochen, die an den Verbindungsstellen von Gelenkknorpel (hyaliner Knorpel) überzogen sind und bei denen durch eine das Gelenk überziehende Gelenkkapsel eine Gelenkhöhle entsteht. In dieser Gelenkhöhle und dem sich ergebenden Gelenkspalt zwischen den zwei Gelenkknorpeln befindet sich Gelenkflüssigkeit.

Die bindegewebige Gelenkkapsel überzieht das Gelenk vollständig mit entsprechenden Reservefalten, um den kompletten Bewegungsumfang im Gelenk weiterhin zu ermöglichen. Innerhalb dieser Kapsel befindet sich eine visköse Gelenkflüssigkeit, die „Gelenkschmiere“ (Synovia). Sie bildet einen Gleitfilm auf den Gelenkflächen und dient zur Ernährung des Gelenkknorpels sowie als physikalischer Stoßdämpfer bei Bewegungen.

Anhand der Form der echten Gelenke können unterschieden werden:

  • Kugelgelenk: z.B. Schultergelenk, Hüftgelenk, Fingergrundgelenke (mit Ausnahme des Daumengrundgelenks)
  • Ellipsoid- oder Eigelenk: z.B: Gelenk zwischen Schädel und dem ersten Halswirbel (Atlas)
  • Sattelgelenk: z.B. Daumengrundgelenk
  • Zylindergelenk: fasst Scharniergelenke (z.B.
    Ellbogengelenk) und Roll-, Rad- oder Zapfengelenke zusammen (z.B. zwischen Speiche und Elle)
  • ebenes Gelenk oder Drehgelenk: z.B. zwischen den Wirbelfortsätzen
  • Kondylengelenk: z.B. Kniegelenk
  • straffes Gelenk: z.B. Kreuzbein-Darmbein-Gelenk

Als unechte Gelenke (Synarthrosen) werden Verbindungen zwischen Knochen bezeichnet, die über keinen Gelenkspalt verfügen. Dazu zählen:

  • knorpelige Knochenverbindungen mit hyalinem Knorpel (Synchondrose – z.B. Rippenknorpel) oder Faserknorpel (Symphyse – z.B. Bandscheiben)
  • bindegewebige Knochenverbindungen wie Nähte (Sutur – z.B. Schädelknochen), Bandhaften (Syndesmose – z.B. zwischen Elle und Speiche) oder Einkeilungen (Gomphosis – z.B. Zahn im Zahnfach)
  • knöcherne Verschmelzungen (Synostosen – z.B. Kreuzbein und Steißbein)
  • Verbindungen mittels Skelettmuskulatur (Synsarkose – z.B. Schulterblatt und Brustkorb)

Ein Pseudogelenk bezeichnet die beweglich verbliebene Bruchstelle bei nicht richtig ausgeheiltem Knochenbruch.

Bewegungen

Um den Bewegungsumfang eines Gelenks zu beschreiben, bedient man sich in der Medizin der anatomischen Neutralstellung (Neutral-Null-Methode). Diese Neutralstellung wird als der Nullpunkt bezeichnet und die Bewegung innerhalb einer Ebene in beide Richtungen gemessen. Es ergibt sich folgende Schreibweise: 50° – 0° – 40° (als Beispiel die Rotation im Hüftgelenk:
Außenrotation – Neutral-Null – Innenrotation).

Als Normalstellung ist der aufrechte Stand mit hängenden Armen und geschlossenen Füßen definiert, die Neutral-Null-Stellung der Gelenke als jene Stellung, die dann eingenommen wird.

Folgende Bewegungen können beschrieben werden:

  • Abspreizen (Abduktion)
  • Heranführen (Adduktion)
  • Außenrotation
  • Bewegung Richtung Handrücken/Fußrücken (Dorsalextension)
  • Streckung (Extension)
  • Beugung (Flexion)
  • Vorneigung des Oberkörpers/Wirbelsäule (Inklination)
  • Innenrotation
  • Seitwärtsneigung (Lateralflexion)
  • Bewegung des Kreuzbeins (Nutation)
  • Gegenüberstellung des Daumens (Opposition)
  • Beugung in Richtung Handfläche (Palmarflexion)
  • Beugung zur Fußsohle (Plantarflexion)
  • Rückwärtsneigen des Oberkörpers/Wirbelsäule (Reklination)
  • Zurückbringen in Neutralstellung (Reposition)
  • Einwärtsdrehung (Pronation)
  • Auswärtsdrehung (Supination)

Krankheiten der Gelenke

Bei Gewalteinwirkung auf ein Gelenk kann es zu einer Verstauchung (Distorsion) kommen. Dabei werden Strukturen des Gelenks (wie zum Beispiel die Gelenkkapsel) sehr stark überdehnt. Häufig betroffen sind das Handgelenk, das Kniegelenk und das Sprunggelenk. Als Folge kommt es zum Anschwellen und häufig zu einem Bluterguss sowie Schmerzen bei Bewegung.

PECH-Regel

Als Erste-Hilfe-Maßnahme kann nach der PECH-Regel vorgegangen werden: Pause, Eis, Compression, Hochlagern + Hilfe holen (engl. RICE: rest, ice, compression, elevation). Zur weiteren Beurteilung empfiehlt sich eine Bildgebung sowie Untersuchung im Krankenhaus.
Ebenfalls bei Gewalteinwirkung auf ein Gelenk kann es zu einer Verrenkung (Luxation) kommen. Dies bezeichnet den unvollständigen (Subluxation) oder vollständigen Kontaktverlust der im Gelenk kommunizierenden Gelenkflächen mit vorübergehender oder dauerhafter Fehlstellung der beteiligten Knochen zueinander. Dies stellt eine schwere Schädigung des Gelenks dar, bei der es auch zu Knochenbrüchen kommen kann (Luxationsfraktur). Häufig passieren Verrenkungen im Schultergelenk oder Ellbogengelenk.

Auch durch Instabilitäten im Gelenk (zum Beispiel nach vorangegangenen Verrenkungen) oder angeboren, bereits bei der Geburt bestehend, kann es zu Verrenkungen kommen. Liegt der Luxation beispielsweise eine Fehlstellung oder chronische Erkrankung zugrunde (zum Beispiel Fußfehlstellungen oder rheumatische Erkrankungen), kann es auch zu einer chronischen Luxation kommen.

Sowohl durch eine Verstauchung wie durch eine Verrenkung kann es zu einer Instabilität im Gelenk kommen (Schlottergelenk).

Im Laufe des Lebens kommt es zu Abnützungserscheinungen der belasteten Gelenke – begünstigt vor allem durch Übergewicht oder Knochenerkrankungen wie Osteoporose. Wenn die Abnützung das übliche Maß übersteigt, spricht man von Arthrose. Obwohl alle Gelenke von Arthrose betroffen sein können, sind häufig die Kniegelenke aufgrund der Belastung zuerst betroffen. Arthrose ist weltweit die häufigste Gelenkerkrankung.

Skelettmuskeln

Im Unterschied zur glatten Muskulatur sind unsere Skelettmuskeln quergestreift und für die willkürlichen, aktiven Körperbewegungen zuständig. Als dritte Form unterschiedlicher Muskulatur lässt sich noch die Herzmuskulatur unterscheiden, die zusätzlich Aufgaben in der Erregungsbildung und -leitung am Herzen erfüllt. Um Bewegung zu ermöglichen, entspringen und setzen Skelettmuskeln mittels Sehnen an den Knochen und Bändern an. Zwischen diesem Ursprung und dem Ansatz liegt der Muskelbauch.

Aufbau

Ein Skelettmuskel setzt sich aus mehreren Muskelfaserbündeln zusammen, die selbst jeweils aus einzelnen Muskelfasern bestehen. Jede Muskelfaser ist wiederum aus Muskelzellen (Myofibrillen) aufgebaut, die aus fadenförmigen Proteinstrukturen, den Myofilamenten (Aktin und Myosin) zusammengesetzt sind. Durch die spezifische Anordnung der Myofilamente entsteht die charakteristische Querstreifung der Skelettmuskeln.

Muskelkontraktion

Eine Muskelkontraktion ist eine aktive Muskelverkürzung oder auch die Anspannung eines Muskels ohne Längenverkürzung gegen einen Widerstand (isometrische Kontraktion). In den Muskelzellen kommt es dabei zu einer Umwandlung von chemischer zu mechanischer Energie, nach entsprechendem Nervenimpuls. Dabei wird Energie in Form von ATP (Adenosintriphosphat) verbraucht und als Nebenprodukt Wärme produziert.

Die Muskelverkürzung kommt laut der Filamentgleittheorie durch Ineinandergleiten der einzelnen Filamentproteine (Aktin und Myosin) ohne Veränderung der Eigenlänge zustande. Das Ineinandergleiten läuft dabei in einzelnen Zyklen ab, wobei die Gesamtlänge der Filamente pro Zyklus nur um ca. 1 % verkürzt (ineinandergeschoben) wird. Nach jedem Zyklus kommt es zu einer erneuten Bindung zwischen Aktin und Myosin. Da innerhalb einer Sekunde mehr als 50 solcher Zyklen ablaufen können, kann sich der Muskel sehr rasch kontrahieren.

Muskelkrampf

Beim Muskelkrampf handelt es sich um eine ungewollte, schmerzhafte Anspannung der Muskulatur (beim Sport ist typischerweise die Wadenmuskulatur betroffen). Es können Muskelkrämpfe bei Belastung und im Ruhezustand unterschieden werden. Es sind unterschiedliche Ursachen möglich:

  • Mineralstoffmangel – Elektrolytstörung im Blut (sporttypisch Magnesiummangel oder Kochsalzmangel (NaCl) bei übermäßigem Schwitzen, bei Krämpfen im Ruhezustand vorwiegend Calciummangel)
  • alkoholbedingt – es kommt zu einer Zersetzung der Muskelfasern (Rhabdomyolyse)
    bei chronischen Alkoholikern
  • stoffwechselbedingt – bei Zuckerkrankheit z.B. aufgrund der zuckerbedingten Nervenschädigungen
  • durchblutungsbedingt – aufgrund mangelnder Muskeldurchblutung
  • medikamentenbedingt – als Nebenwirkung mancher Medikamente
  • schilddrüsenbedingt – bei Schilddrüsenunterfunktion (erhöhte Empfindlichkeit der Muskelzellen auf Nervenimpulse)
  • durch Überanstrengung der Muskulatur (z.B. bei orthopädischer Fehlstellung)
  • schwangerschaftsbedingt

Krankheiten der Skelettmuskulatur

Die Muskelerkrankungen werden unter dem Begriff Myopathien zusammengefasst. Allen gemein ist eine Schwäche der Muskulatur.

Muskeldystrophie beschreibt eine Gruppe von Muskelerkrankungen, die alle vererbbar sind und auf Mutationen im Erbgut zurückgeführt werden können. Es kommt zu fortschreitenden Veränderungen in der Muskulatur, begleitet von Muskelschwäche und Muskelschwund.

Es gibt auch Muskelerkrankungen, die schon im Neugeborenenalter zu Beeinträchtigungen führen (kongenitale Myopathien), wie zum Beispiel die Central-Core-Myopathie, die Multicore-Myopathie oder die Myotubuläre Myopathie. Es handelt sich bei allen diesen Muskelerkrankungen jedoch um seltene Erkrankungen.

Zu Muskelerkrankungen kann es auch im Rahmen von anderen Erkrankungen kommen, wie zum Beispiel bei Vitamin-D-Mangel, Schilddrüsenerkrankungen, Nebenschilddrüsenerkrankungen und auch bei Mangelernährung wie beispielsweise Selenmangel. Auch manche Medikamente können zu Muskelerkrankungen führen (zum Beispiel Statine oder Cortison) sowie Muskelschädigung durch Giftstoffe (beispielsweise durch Alkohol).

Sehnen

Die Sehnen bilden den Ursprung und den Ansatz eines Muskels am Knochen und bestehen aus Bindegewebe. Es gibt auch Muskeln, die durch Zwischensehnen unterbrochen (zum Beispiel sorgen die Zwischensehnen des langen Bauchmuskels für das charakteristische „Sixpack“, den Waschbrettbauch) oder verbunden sind (zum Beispiel zweibäuchige Muskeln wie der Schulter-Zungenbein-Muskel).

Die Sehnen bestehen aus fest verbundenen Bindegewebsfasern, dem straffen Bindegewebe. Da in Sehnen nur wenige Nerven und Blutgefäße vorhanden sind, zeigen Sehnen eine schlechte Regenerationsfähigkeit nach Verletzungen. Es gibt zwei Arten von Sehnen:

  • Flache, dünne und breite Sehnen (vorwiegend an flachen Muskeln)
  • rundliche, strangförmige Sehnen

Die dickste und stärkste Sehne im menschlichen Körper ist die Achillessehne – die gemeinsame Endsehne des dreiköpfigen Wadenmuskels, die diesen mit dem Fersenbein verbindet. Die Achillessehne trägt eine Zugbelastung bis zu 800 kg – zu einem Riss kommt es daher meistens nach Vorschädigung (repetitive kleine Verletzungen, die die Blutversorgung der Sehne verschlechtern und so zu einem Verschleiß der Sehne führen), durch Fehl- oder Überbelastung. Die Sehne reißt plötzlich mit einem lauten Geräusch, ähnlich einem Peitschenknall.

Krankheiten der Sehnen

Bei den Erkrankungen der Sehnen kann man die primär nicht-entzündlichen Erkrankungen (Tendopathien) von den entzündlichen Erkrankungen (Tendinitis) aus dem rheumatischen Formenkreis unterscheiden.

Die nicht-entzündlichen Sehnenleiden kommen überwiegend aufgrund von Fehl-, Überbelastung oder Verschleiß (Degeneration) zustande. Ist die Sehne im Bereich des Sehnenansatzes am Knochen betroffen, spricht man von einer Insertionstendopathie (z.B. Tennisarm).

Bänder

Im Unterschied zu Sehnen (verbinden Muskeln mit Knochen) verbinden Bänder Knochen mit Knochen. Es handelt sich um wenig dehnbare Bindegewebsstränge (aus Kollagen), deren Hauptaufgabe die Bewegungseinschränkung von Gelenken darstellt (Bandführung oder Bandhemmung). Dadurch kommt es zu einer Verhinderung einer eventuellen Überlastung der Muskulatur oder einer Überdehnung des Gelenks.

Durch Gewalteinwirkung kann es zu verschiedenen Verletzungen der Bänder kommen:

  • Bänderzerrung (Distorsion): wie bei der Verstauchung eines Gelenks kommt es zum Anschwellen, oft auch durch einen Bluterguss sowie Schmerzen und Bewegungseinschränkung. Selbst leichtere Bandverletzungen können zu einer chronischen Gelenkinstabilität führen.
  • Bänderriss (Ruptur): Es kann zu einem teilweisen oder vollständigen Bänderriss kommen, was einhergeht mit lokalen Schmerzen, Funktionsausfällen bis hin zu Gelenkaufklappbarkeit oder einem Schubladenphänomen (größere Verschieblichkeit im Kniegelenk nach Kreuzbandriss).

Als Erste-Hilfe-Maßnahme wäre wieder ein Vorgehen nach der PECH-Regel empfehlenswert: Pause, Eis, Compression, Hochlagern + Hilfe holen.

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