Knochen, Muskeln und Gelenke

• Schutz innerer Organe

• Speicherung von Mineralien

• sitz des Knochenmarks als Bildungsstätte der Blutzellen

• Lange Knochen mit röhrenförmigem Schaft und zwei verdickten Enden, Bsp.: Humerus (Oberarmknochen), Femur (Oberschenkelknochen)

Kurze Knochen

• meist würfelförmig, Bsp.: Handwurzelknochen

Platte Knochen

• Falch und kompakt, Bsp.: Schädelknochen, Brustbein, Schulterblätter, Darmbeinschaufeln

Geflechtknochen

• Grobfaserig

• Kollagenfasern und Knochenellen sind ungeordnet

Lamellknochen im Skelett von Erwachsenen

• Feinfaserig

• Kollagenfasern und Knochengrundsubstanz bilden dünne Lamellen

• Ca. 30 Osteon-Lamellen = bestehen aus Knochenzellen (Osteozyten) ordnen sich in Form einer Säule an und bilden die Baueinheit des Knochens, sog. Osteone

Äußere Struktur

• Diaphyse: Schaftanteil eines Röhrenknochens

• Epiphyse: Von Knorpeln bedeckt, verdickte Enden eines Röhrenknochens

• Metaphyse: Abschnitt zwischen Diaphyse und Epiphyse, Ausgangspunkt des Längenwachstums bei Kindern und Jugendlichen

• Periost (Knochenhaut) = umgibt Knochen außerhalb der Gelenkfläche

• dreischichtigt in der Wachstumsphase angelegt

• Außen: gefäßreiche Adventitia (die aus Bindegewebe und elastischen Fasern bestehende äußere Wand von Hohlorganen, z.B wie Blutgefäßen)

• insgesamt dünn mit schlecht abgrenzbaren Schichten

• Ernährungsfunktion -> enthält Gefäße, Nerven und Knochenstammzellen

• Dient dem Ansatz von Sehnen und Bändern

Kortikalis (Knochenride)

• entspricht dicht gepacktem Knochengewebe

Spongiosa (Schwammknochen)

• innerer ANteil des Knochen

• Besteht aus zarten Knochenbälkchen

Knochenmark (Knochenmarkhöhle oder Markhöhle)

• Hohlräume zwischen den Knochenbälkchen

• Blutbildenes rotes Knochenmark

• Bei Erwachsneen in kurzen, Platten Knochen und Epiphyse der Röhrenknochen vorhanden

• Bei Kindern zusätzlich in Diaphyse der Röhrenknochen vorhanden

• Die Knochenart ist äußerlich aus drei Bestandteilen aufgebaut: der Epiphyse, der Diaphyse und der Metaphyse (Epiphysenfuge)

• Bei einem Röhrenknochen gibt es zwei Epiphysen, jeweils eine an einem Knochenende. Den Mittelteil bildet die Diaphyse.

Knochenmatrix

• enthält Kollagenfasern und Mineralien = dienen der Verkalkung (starke Festigkeit des Knochens)

Osteoblasten

• zuständig für den Aufbau der Knochengrundsubstanz

• Scheiden Kalziumphosphat (Feststoff) und Kalziumkarbonat in den interstitiellen Raum (Raum zwischen den Körperzellen) aus

Osteozyten

• ruhende Knochenzellen, die sich nicht mehr teilen können

Osteoklasten

• Gegenspieler der Osteblasten-> können Knochen abbauen

MERKSPRUCH: die Blasten bauen, die Klasten klauen

Der Lamellenknochen ist belastbarer als der Geflechtknochen, aus dem er entsteht

• ungeordneten Kollagenfasern lagern sich zu regelmäßig angeordneten Lamellen zusammen

• Spongiosa (Inneren des Knochens) bilden die Lamellen feine Knochenbälkchen (Trabekel) und verleihen ihr eine schwammartige Struktur

• dichten Außenschicht des Knochens (Kompakta) lagern sich Lamellen zu kleinen Zylindern, den Osteonen, zusammen

• Im Zentrum der Osteonen liegt der Havers-Kanal mit den Havers-Gefäßen

• Havers-Kanäle sind über die Volkmann-Kanäle miteinander verbunden

• wird bei Kinder und JUgendlichen laufend gebildet

• Maximum der Knochenmasse = erreicht ungefähr 30. Lebensjahr

• Danach nimmt die Knochenmasse ab

• Ab den Wechseljahren verlieren Frauen schneller Knochenmasse als Männer

• krankhafter gesteigerter Knochenabbau

• Knochen werden brüchig

• Betroffene werden kleiner und bilden einen Rundrücken aus

• Therapie: Kombination aus Viatmin D, Kalzium und Bisposphonaten

Ossifikation (Verknöcherung) kann auf zwei Arten ablaufen

Desmale Ossifikation

• direkte Verknöcherung

• Osteoblasten bilden Knochengrundsubstanz -> Ausbildung von Knochentrabekeln (Substantia spongiosa besteht aus kleinen Bälkchen)

Chondrale Ossifikation

• Verknöcherung über eine knorpelige Zwischenstufe

• Zunähst Bildung von Hyalinem Knorpel (häufigste Knorpelart und dient als Stoßdämpfer) -> schrittweises Ersetzen des Knorpels durch Knochengewebe

• Wachstumsfuge (Epiphysenfuge)

• Die Epiphysenfuge ist der Knochenbezirk am Endstück des Knochens, aus dem heraus im Kindes- und Jugendalter das Wachstum erfolgt

• Nach Abschluss des Längenwachstums am Ende der Pubertät verknöchert die Wachstumsfuge

• Die Epiphyse von Neugeborenen besteht komplett aus Knorpel

• Auftreten und Schluss von ephiphysenfugen der Knochen erfolgt regelmäßig - > Altersbestimmung von Kindern anhand typischer Knochenbilder

• Regulation der Knochenwachstumsgeschwindigkeit erfolgt durch Hormone

• Wachstumshormone führen Epiphysenfugen zur Bildung weiterer Knorpelzellen

• Wachstumsschub vor Pupertätsbeginn ist bedingt durch ein Zusammenwirken von Wachstumshormonen (Somatropin) mit den Sexualhormonen

• Am Pupertätsende sinkt der Wachstumshormon-Spiegel -> Knorpelzellen in der Epiphyse werden inaktiv und verknöchern zunehmenden -> Längenwachstum ist abgeschlossen

Kalzium und Posphate

• verleihen den Knochenmark Festigkeit-> Mangel = begünstigt Osteoporose

• Müssen ausreichend mit der Nahrung aufgenommen werden (vor allem wichtig in der Schwangerschaft, Stillzeit und im Alter)

Viatmin-D-Hormon

• wird durch UV-Bestrahlung in der Haut gebildet und mit der Nahrung aufgenommen

• Wird zur Aufnahme von Kalzium aus dem Darm benötigt

Parathormon und Kalzitonin

• regulieren den Kalziumhaushalt

Testosteron und Östrogene

• Sexualhormone dienen dem Knochenerhalt

Vitamin A,B12 und C

• regulieren Osteoblasten- und Osteoklastentätigkeiten

Diarthrosen (echte Gelenke)

• freie Gelenke

• Besitzen einen Gelenkspalt

Amphiarthrosen (straffe Gelenke)

• Straffe Gelenke, nur gering beweglich

• Bsp.: Sakroiliakagelenk zwischen Os illium und Os sacrum

Synarthrosen (unechte Gelenke)

• unbewegliche Gelenke ohne Gelenkspalt -> sollen Knochen unverrückbar zusammenhalten

Eine gute Beweglichkeit wird verursacht durch:

Gelenkflächen -> von hyalinem Knorpel überzogen

Gelenkhöhle -> mit Synovia (Gelenkflüssigkeit) ausgefüllt

• Gelenkspalt befindet sich innerhalb der Gelenkhöhle

Gelenkkapseln -> straffe Umhüllung des Gelenkraumes

• feste kolagene Fasern und Bänder sollen vor Luxationen schütze

Synovia

• klare fadenziehende Eiweiß-, fett- und muzinhaltige Flüssigkeit

• Schmiert die Gelenkflächen und ernährt den Knorpel durch Diffusion

• dünnwandiges, sackförmiges Gebilde

• Liegt am Rand oder in der Nähe von Gelenkhöhlen

• Dient dazu den Druck an belasteten Stellen besser verteilen

• Puffert bei Bewegungen

• Scheiben oder ringförmige Knorpel

• Schonen den Gelenkknorpel durch regelmäßige Verteilung des Drucks und Ausgleich von Krümmungsgleichheiten

• Gelenkknorpel werden dünner und weniger elastisch

• Ist der Gelenkknorpel an einer Stelle aufgebracht, einsteht Arthrose

• Bei einer Arthrose wird die schützende Knorpelschicht im Gelenk dünner

• Dies führt zu Schmerzen und Bewegungseinschränkungen

Behandlung

• Bewegung, gezieltes Training und bei Übergewicht eine Gewichtsabnahme

• entzündungshemmende Schmerzmittel können die Beschwerden auch lindern.

• Beweglichkeit von Gelenken ist unterschiedlich

• Wird in Freiheitsgraden angegeben

• gibt 6 unterschiedliche Gelenkformen

Scharniergelenke

• vergleichbar mit dem Öfnnen einer Tür -> nur in eine Richtung beweglich

• Bsp.: zwischen allen Fingern und Zehengliedern

Rad- oder Zapfgelenk

• haben nur einen Freheitsgrad

• Bsp.: proximales Radio-Ulnar-Gelenk am Ellenbogen (Zapfgelenk)

• Bsp.: distale Radio-Ulnar-Gelenk am Ellenbogen (Radgelenk)

Plane Gelenke

• erlauben Rotationen und Gleitbewegungen

• Beweglichkeit ist durch straffe Bänder meist stark eingeschränkt

• Bsp.: Hand- und Fußwurzeln sowie Zwischenwirbelgelenke

Eigelenke

• Beuge- und Streck sowie Seit-zu-Seit-Bewegungen (zwei Freiheitsgrade)

• Bsp.: proximales Handgelenk zwischen Radius und Ulna und Handwurzelknochen

Sattelgelenke

• ermöglicht Seit-zu-Seit- und Vorwärts-Rückwärts-Bewegung (zwei Freiheitsgrade)

• Bsp.: Daumenwurzelgelenk

Kugelgelenke

• ermöglichen Beugung und Streckung, Seit-zu-Seit-Bewegungen sowie Rotation (drei Freiheitsgrade)

• Bsp.: Schulter- und Hüftgelenk

• erregbar -> reagieren auf Nervenreize

• Kontraktil -> können sich verkürzen

• Dehnbar -> lassen sich auseinanderziehen

• Elastisch -> kehren immer in die ursprüngliche Ruhelage zurück

• aktive Bewegungen des Körpers

• Aufrechte Körperhaltung

• wärmeproduktion-> 85% der Körperwärme werden durch Muskeln erzeugt

• Testosteron wirkt anabol (muskelaufbauend)

• Männer haben mehr Skelettmuskulatur als Frauen

• Frauen besitzen ca. 65% der Kraft eines Durchschnittsmannes

• Ab dem 30. Lebenjahr wird Muskelmassen durch Fett ersetzt

Ursprung

• in der Regel der kranial (zum Kopf gehörend) befestigte Teil des Muskels

• An Armen und Beinen der proximales befestigte Teil

Ansatz

• kaudal- bzw. Distel davon liegende Befestigung

Muskelbauch

• der zwischen Ansatz und Ursprung liegende Muskelteil

• Agonist (Spieler) -> führt eine bestimmte Bewegung aus

• Antagonist (Gegenspieler) -> ist für die entgegengesetzte Bewegung zuständig

Je nach Bewegung kann der derselbe Muskel als Agonist oder Antagonist wirken!

Isometrische Kontraktion

• Agonist und Antagonist kontrahieren gleichzeitig mit gleicher Kraft

Synergisten

• Musklen, die sich gegenseitig in ihrer Arbeit unterstützen

• Endomysium -> umgibt jede einzelne Muskelfaser

• Perimysium -> umgibt ein Bündel von Muskelfasern

• Epimysium -> umgibt mehrere Bündel von Muskelfasern (den kompletten Muskel)

• Muskelfaszie -> liegt dem Epimysium auf

Epimysium, Muskelfaszie und Ausläufer von Peri- und

Endomysium bilden am Muskelende die Sehne aus straffem, kollagenem Bindegewebe

• Musklegewebe ist reich mit Nerven und Blutgefäßen versorgt

• Rote Farbe des Musklegewebes stammt von den starken Durchblutung und dem roten Blutfarbstoff (Myoglobin)

• zellmembran der Muskelfaser: Sarkolemm

• Zytoplasma der Muskelfaser: Sakroplasma

• Muskelfasern enthalten parallel geschaltete fadenförmige Myiofibrillen -> sind kontraktil

Energieliferanten des Muskels

• ATP liefert Skelettmuskulatur energie für 5-6 s Daueraktivität -> Kreatinphosphat liefert weitere 15 s Energie -> wird zu ATP abgebaut

• Für zeitlich längere Muskelarbeit wird Glukose benötigt -> wird als Glykogen im Skelettmuskulatur gespeichert -> Glykogen wird in Gluksoe und ATP abgebaut

Vasodilatation der kleinsten Gefäße

• schwere körperliche Arbeit erfordert eine stärkere Durchblutung der Muskulatur -> Muskelzellen benötigen mehr Sauerstoff -> Stoffwechselprodukte wie Laktat (Milchsäure) und Kohlendioxid werden vermehrt abtransportiert

• Regulation der muskulären Durchbltug -> anfallende Stoffwechselproudkte und sinkender Sauerstoffgehalt führen zu einer reflektorischen Vasodilatation (Gefäßweitstellung)

Steigerung der Herzleistung

Leichte Belastung

• Herzfrequenz steigt von ca. 70 auf ca. 130 Schläge/min

• Laktatkonzentration und Herzfrequenz pendeln auf einen mittleren Wert ein (Steady-State) ohne Ermüdung

Schwere Arbeit

• Herzfrequenz steigt auf 180 - 200 Schläge/min

• Laktatkonzentration nimmt zu -> keine Dauerleistung möglich aufgrund einer metabolischer Azidose

Steigerung der Atmung

• Atemminutenvolume steigt von ca. 71/min in Ruhe bis auf über 100/min bei extremer Anstengung