Knochen Aufbau und Funktion

Der Beitrag Knochen Aufbau und Funktion kann dir helfen dein Wissen zum menschlichen Skelett auszubauen. Bevor wir uns den Aufbau eines Knochens genauer anschauen, werfen wir zunächst einmal einen Blick auf das menschliche Skelett im Allgemeinen. Der Körper hat > 200 Knochen. Wobei Sesambeine (kleiner in eine Sehne integrierter Knochen, z. B. die Kniescheibe) in der Regel nicht mitgezählt werden. Auch sehr kleine Knochen, wie z. B. Gehörknöchelchen oder kleine abgesprengte Knochen, werden bei so einer Zählung oft nicht beachtet (Biberthaler & Van Griensven, 2017, S. 12). 😉 Das menschliche Knochengerüst lässt sich in die nachfolgenden 2 Bereiche unterteilen (vgl. Biberthaler & Van Griensven, 2017, S. 12; vgl. Waschke, Böckers & Paulsen, 2019, S. 63):

Axiales Skelett

Aufbau eines Knochens Knochen Aufbau - Hier zu sehen das axiale Skelett

Schädel (Kranium oder lat. cranium)

Wirbelsäule (lat. columna vertebralis)

Rippen (alle 12 Rippenpaare haben kontakt zur Wirbelsäule; Rippenpaare 1 – 7 haben über ihren Rippenknorpel direkten Kontakt zum Brustbein. Daher werden diese Rippenpaare als echte Rippen oder lat. costae verae bezeichnet. Die übrigen 5 Rippenpaare tragen die Bezeichnung „falsche Rippen“ lat. costae spuriae. Rippe 11 und 12 haben keinen Kontakt zum knorpeligen Rippenbogen, daher ihre lat. Bezeichnung costae fluctuantes.)

Brustbein (Sternum, latinisiert von altgriechisch „sternon“)

 

Appendikuläres Skelett

Aufbau eines Knochens Knochen Aufbau - Hier zu sehen das appendikuläre Skelett

Obere Extremitäten

Schultergürtel

Becken (lat. pelvis)

Untere Extremitäten

Funktionen und Aufbau eines Knochens

Jetzt wissen wir also, dass man das Skelettsystem in unterschiedliche Bereiche einteilen kann. Mit dieser Einteilung im Hinterkopf fällt es sicherlich auch leichter sich die verschiedenen Funktionen zu merken, die unser Skelettsystem erfüllen muss.

 

Knochen Funktionen

Das Skelett hat zahlreiche Aufgaben und ist dafür verantwortlich folgendes zu erfüllen (vgl. Biberthaler & Van Griensven, 2017, S. 4,12; vgl. Niemeyer & Eggert, 2017, S. 4):

Fortbewegung

Ganz offensichtlich benötigen wir Knochen, um uns zu bewegen. Muskeln setzen meist über Sehnen an Knochen an. Durch Muskelkontraktion kann dann die Fortbewegung erfolgen.

Mechanische Stabilität & Schutz

Knochen zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit und Härte aus. Dadurch ist das Skelett in der Lage u. a. die inneren Organe zu schützen

Blutbildung & Mineralhomöostase

Knochen ist an der Blutbildung beteiligt. Knochen kann aber auch als Fettspeicher dienen. Für Blutbildung und Fettspeicher ist jeweils Knochenmark verantwortlich. Darüber hinaus werden im Knochen auch Mineralien gespeichert und es spielt bei der Calciumhomöostase eine entscheidende Rolle. Es werden grundsätzlich 2 Arten von Knochenmark unterschieden.

         Rotes Knochenmark

  • Befindet sich in den Hohlräumen zwischen den Spongiosatrabekeln (du siehst weiter unten im Artikel was die Spondiosa und Trabekel sind 😉)

         Gelbes Knochenmark

  • Ist besonders im Bereich der Markhöhle im Knochenschaft (Diaphyse) ausgebildet (auch hier wird später alles klar 😉)
  • Wird auch Fettmark genannt

Endokrine Funktion

Das Skelett ist ein Stoffwechselorgan und schüttet zelluläre Botenstoffe aus. Das Skelett spielt außerdem eine wichtige Rolle bei der Freisetzung von bestimmten Hormonen, wie Wachstumsfaktoren.

 

Knochen Aufbau

Grundsätzlich lassen sich 2 Arten von Knochen unterscheiden. Es gibt Geflecht- und Lamellenknochen. Geflechtknochen kann man als eher ursprünglich und unreif betrachten. Diese Knochenart ist durch eine unstrukturierte Anordnung in Form eines Geflechts aus Knochenbälkchen und eine geringere Strukturfestigkeit gekennzeichnet. Insbesondere wenn Knochengewebe schnell aufgebaut werden muss, z. B. bei der anfänglichen Phase der Knochenheilung. wird er gebildet. Durch den Prozess der Knochengeweberemodellierung wird Lamellenknochen gebildet. Diese Art ist wesentlich belastbarer als Geflechtknochen. Er besteht aus zwei verschiedenen Schichten. Die für seine biomechanische Stabilität verantwortliche äußere Randschicht wird Kompakta genannt und macht ca. 80 % der Gesamtmasse aus. Die innere Schicht des Lamellenknochens wird als Spongiosa bezeichnet. Die Spongiosa ist prinzipiell so aufgebaut wie der Geflechtknochen und hat Hohlräume in denen sich das Knochenmark befindet (Biberthaler & Van Griensven, 2017, S. 8). Es gibt unterschiedliche Knochentypen im menschlichen Körper. Wir betrachten erst einmal generell, was es im menschlichen Körper für Knochen gibt. Danach werfen wir einen detaillierteren Blick auf den langen Röhrenknochen, um den Aufbau von Knochen im Allgemeinen zu verstehen. Man unterscheidet insgesamt folgende 5 Knochentypen (Biberthaler & Van Griensven, 2017, S. 12): 

Lange Knochen

Aufbau eines Knochens Knochen Aufbau - Hier zu sehen der Femur

Die Länge ist deutlich größer als der Durchschnitt

In den mittleren Abschnitten befindet sich ein Hohlraum

Oft auch Röhrenknochen genannt

Beispiele: Schienbein, Oberschenkelknochen (siehe Abb. rechts)

Kurze Knochen

Aufbau eines Knochens Knochen Aufbau - Hier rot dargestellt die Fußwurzelknochen

Hier fehlt, im Gegensatz zu den Langen Knochen, der Hohlraum

Die Kurzen Knochen sind meistens würfel- oder quaderfömig

Beispiele: Fuß- oder Handwurzelknochen (Fußwurzelknochen rechts dargestellt)

Platte Knochen

Aufbau eines Knochens Knochen Aufbau - Hier hier dargestellt das Schulterblatt

Sind durch besonders reiches Knochenmark gekennzeichnet

Beispiele: Schädel, Schulterblatt (siehe Abb. rechts), Rippen oder Becken

Unregelmäßige Knochen

Aufbau eines Knochens Knochen Aufbau - Hier hier dargestellt ein Wirbelkörper

Lassen sich nicht in die oben genannten Knochentypen einordnen

Beispiele: Wirbelkörper (siehe Abb. rechts), Knochen des Gesichtsschädel (z. B. Unterkiefer)

Sesambeine

Aufbau eines Knochens Knochen Aufbau - Hier hier dargestellt die Kniescheibe

Sesambeine sind in eine Sehne integriert

Sesambeine stellen ein Hypomochlion (Drehpunkt eines Gelenks) für die Kraftübertragung dar

Beispiel: Kniescheibe (siehe Abb. rechts)

Lange Röhrenknochen

Die langen Röhrenknochen (siehe Abbildung unten) bestehen aus einem Schaft in der Mitte und jeweils einem Endstück an jeder Seite. Der Schaft wird Diaphyse genannt und enthält im Innenraum das Knochenmark. Die Endstücken werden als Epiphysen bezeichnet. Der Schaft hat Ähnlichkeiten mit einem Rohr. Betrachtet man den Aufbau von Knochengewebe generell, so ist festzustellen, dass Knochengewebe grundsätzlich unterschiedlich aufgebaut sein kann. Knochen, wie halt z. B. die langen Röhrenknochen, sind in der Regel aus zwei unterschiedlichen Schichten aufgebaut. Die äußere Rindenschicht besteht aus kompaktem Knochen und macht ca. 80 % der Gesamtmasse des Knochens aus. Diese kompakte Schicht wird als Kompakta oder Kortikalis bezeichnet und verleiht dem Knochen seine biomechanische Stabilität. Der innere Bereich des Schafts wird als Spongiosa bezeichnet. Im Gegensatz zum äußeren Rand ist der Innenraum aus dünnen Knochenbälkchen aufgebaut. In der Spongiosa gibt es Hohlräume, in denen sich das Knochenmark befindet (mehr zu Kompakta und Spongiosa weiter unten). Das heißt, im Innenram von langen Röhrenknochen befindet sich die sogenannte Markhöhle (Cavitas medullaris) (Biberthaler & Van Griensven, 2017, S. 8). Von der Geburt bis zum Kleinkindalter hin wird der gesamte Raum des Knochenmarks genutzt um Blut zu bilden. Je älter man wird, desto weniger Bedarf gibt es hinsichtlich der Blutzellproduktion im Vergleich zur Körpergröße. Daher wird mit zunehmenden Alter mehr Knochenmark, besonders in den langen Röhrenknochen, durch Fett errsetzt. Die Blutbildung geschieht dann hauptsächlich im Axialskelett (Niemeyer & Eggert, 2017, S. 4). Bei den Epiphysen ist die Spongiosa mehr ausgeprägt, während die Kortikalis eher ausgedünnt vorliegt (Biberthaler & Van Griensven, 2017, S. 12).

Knochen Aufbau Lange Röhrenknochen
Knochen Aufbau am Beispiel lange Röhrenknochen (vgl. Biberthaler & Van Griensven, 2017, S. 13; vgl. Faller & Schünke, 2016; vgl. Schulte, Schumacher & Schünke, 2018)

Die Gelenkbestandteile, also die jeweiligen Enden, sind von Knorpel überzogen. Mit Ausnahme dieser Gelenkanteile sind Röhrenknochen von einer Haut, der sogenannten Knochenhaut oder auch Periost genannt, umgeben (Biberthaler & Van Griensven, 2017, S. 12). Das Periost enthält Blutgefäße sowie Nerven und ist über kräftige kollagenfasern (sog. „Sharpey-Fasern“) mit der Kortikalis verbunden. In der Knochenhaut liegen auch Osteoklasten und Osteoblasten vor. Demnach ist das Periost an Remodelling- und Wachstumsvorgängen des Knochens wesentlich beteiligt (Biberthaler & Van Griensven, 2017, S. 13).

Während des Wachstums gibt es im Bereich zwischen Knochenschaft und jeweiligem Endstück Wachstumszonen, die sogenannten Metaphysen, mit der jeweiligen Epiphysenfuge. In den Wachstumszonen wandeln sich Knorpelzellen in knochenbildende Osteoblasten um. Dabei findet im Prozess der chondralen Ossifikation das Längenwachstum statt (Biberthaler & Van Griensven, 2017, S. 13).

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Literatur

Biberthaler, P., & Van Griensven, M. (Eds.). (2017). Knochendefekte und Pseudarthrosen. Springer.

Faller, A. & Schünke, M. (2016). Der Körper des Menschen: Einführung in Bau und Funktion.
Geoerg Thieme Verlag

Niemeyer, C., & Eggert, A. (Eds.). (2017). Pädiatrische Hämatologie und Onkologie. Springer-Verlag.

Schulte, E., Schumacher, U., & Schünke, M. (Eds.). (2018). Prometheus Allgemeine Anatomie und
Bewegungssystem: LernAtlas der Anatomie. Georg Thieme Verlag.

Waschke, J., Böckers, T. M. , & Paulsen, F. (2019). Sobotta Lehrbuch Anatomie (J. Waschke & T. M. P. F. Böckers, Eds.). Elsevier Health Sciences.

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