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B978-3-437-58092-5.00001-5

10.1016/B978-3-437-58092-5.00001-5

978-3-437-58092-5

Abb. 1.1

[E402]

Grundelemente des SkelettsystemsSkelettsystem

Abb. 1.2

[E402]

Schema von Synarthrose (a) und Diarthrose (b)

Abb. 1.3

[M375]

Fingergelenk mit Knorpel (1), Gelenkspalt () und Gelenkkapsel (2)

Abb. 1.4

[L107]

Schema einer Diarthrose mit Gelenkspalt und Gelenkkapsel

Abb. 1.5

[a: E402; b, c: S007-22]

Beispiele für SynarthrosenSynarthrosen: a Bandhaft (Syndesmose), b Knorpelhaft (Synchondrose), c Knochenhaft (Synostose)

Abb. 1.6

[S007-22]

Gelenkachsen. Eine Achse haben Scharniergelenk (a), ZapfengelenkZapfengelenk (b) und RadgelenkRadgelenk (c), 2 Achsen haben EigelenkEigelenk (d) und SattelgelenkSattelgelenk (e), 3 Achsen haben KugelgelenkKugelgelenk (f) und planes Gelenk (g).

Abb. 1.7

[L190]

Bewegungsachsen von Kugelgelenken

Abb. 1.8

[L106]

a Proteoglykan. b Mehrere Proteoglykane binden an eine Hyaluronsäure.

Abb. 1.9

[M375]

Hyaliner Knorpel (1 Perichondrium). Die Grundsubstanz des hyalinen Knorpels () erscheint sehr homogen und ohne fädige Strukturen, weil sich das Kollagen vom Typ II in den üblichen Färbungen nicht darstellt. Die Chondrozyten liegen in kleinen Gruppen beieinander (Pfeile).

Abb. 1.10

[M375]

Elastischer Knorpel. Man erkennt das zartfaserige, aber dichte elastische Fasernetz.

Abb. 1.11

[M375]

Faserknorpel (Anulus fibrosus einer Bandscheibe). Er besteht überwiegend aus Einzelzellen (Pfeile), zwischen denen dichte Kollagenfaserbündel () verlaufen.

Abb. 1.12

[S007-22]

Aufbau der langen Röhrenknochen

Abb. 1.13

[L107]

Schema der Knochenzellen (Osteoblasten, Osteozyten und Osteoklasten)

Abb. 1.14

[L106]

Knochenresorption durch OsteoklastenOsteoklastenKnochenresorptionKnochenresorption, Osteoklasten im Bereich ihrer Howship-Lakune. Nach aktiver Sekretion von H+ sowie lysosomalen Proteasen und Phosphatasen (P'asen) werden die Mineralphase (dunkelblau) und die nicht mineralisierten Matrixsubstanzen (hellblau) aufgelöst. Der vermehrte Einstrom von Calcium in die Osteoklasten fördert deren Retraktion (Retr.). Calcitonin hemmt die Resorption. Prostaglandin E2 (PGE2), Zytokine u. a. fördern den Knochenabbau.

Abb. 1.15

[E467]

Säbelscheidentibia bei Morbus Paget

Abb. 1.16

[M375]

Darstellung eines Osteons. Die Osteozyten gruppieren sich lamellenförmig um den zentralen Havers-Kanal (). Gut erkennbar sind die langen Fortsätze der Osteozyten.

Abb. 1.17

[L141]

Blutversorgung der Kompakta. Die Gefäße sprossen aus dem Periost über die Volkmann-Kanäle in die Kortikalis des Knochens ein.

Abb. 1.18

[L190]

Entwicklung eines Röhrenknochens. Dargestellt ist auch die Blutversorgung von Spongiosa und Knochenmark über Aa. nutriciae.

Abb. 1.19

[L107]

Längenwachstum eines Röhrenknochens

Abb. 1.20

[L106]

Sekundäre Frakturheilung über KallusbildungKallusbildungFrakturheilung

Abb. 1.21

[L106]

Primäre Knochenbruchheilung ohne Kallus (a), sekundäre Heilung mit Kallusbildung (b) – abhängig von der Effektivität der Osteosynthese

Abb. 1.22

[S007-22]

Schädelknochen der Schädelkalotte und Schädelnähte

Abb. 1.23

[S007-22]

Schädel eines Neugeborenen mit Fontanellen

Abb. 1.24

[S007-22]

Innere Schädelbasis mit vorderer (Fossa cranii anterior), mittlerer (Fossa cranii media) und hinterer (Fossa cranii posterior) Schädelgrube

Abb. 1.25

[S007-22]

Das Schläfenbein (Os temporale) ist aus den 3 Teilen Pars squamosa, Pars petrosa und Pars tympanica aufgebaut. Rechtes Schläfenbein in der Ansicht von außen.

Abb. 1.26

[S007-22]

Keilbein (Os sphenoidale) in der Ansicht von ventral

Abb. 1.27

[S007-22]

Hinterhauptbein (Os occipitale) von unten mit Foramen magnum und Gelenkflächen (Condylus occipitalis) zur Artikulation mit dem Atlas

Abb. 1.28

[S007-22]

Schädelknochen des Gesichtsschädels

Abb. 1.29

[L238]

Kiefergelenk mit Discus articularis. a Mund fast geschlossen. b Mund geöffnet.

Abb. 1.30

[S007-22]

Siebbein (Os ethmoidale). a Frontalschnitt mit Darstellung von Kieferhöhlen, Stirnhöhlen, Siebbeinzellen, Nasenraum und dorsalem Anteil der Orbita. b Mediansagittalschnitt mit hartem Gaumen mit Maxilla und Os palatinum. Oberhalb (rostral) davon befindet sich der hintere knöcherne Anteil der Nasenscheidewand mit Os ethmoidale (oberer Anteil) und Vomer (unten). Dorsal des Siebbeins erkennt man die Keilbeinhöhle und, wiederum dorsal davon, die Sella turcica (Türkensattel). Oberhalb des Siebbeins ist im Stirnbein die Stirnbeinhöhle (Sinus frontalis) dargestellt.

Abb. 1.31

[K116]

Nasennebenhöhlen in der Projektion auf das Gesicht

Abb. 1.32

[S007-22]

Larynx und Os hyoideum (Zungenbein) in der Ansicht von ventral (a) und dorsal (b)

Abb. 1.33

[S007-22]

Wirbelsäule in der Ansicht von ventral (a), dorsal (b) und links (c)

Abb. 1.34

[L190]

Schwingungen der Wirbelsäule

Abb. 1.35

[L190]

Skoliose

Abb. 1.36

[E402]

Schema der Zwischenwirbelscheiben. Sie bestehen aus einem Anulus fibrosus und einem Nucleus pulposus.

Abb. 1.37

[E402]

Schema eines Wirbels

Abb. 1.38

[E402]

Foramen intervertebrale mit Spinalganglion (BWS)

Abb. 1.39

[S007-22]

Atlas (1. Halswirbel) in der Ansicht von kranial (a) und kaudal (b)

Abb. 1.40

[S007-22]

Axis (2. Halswirbel) in der Ansicht von dorsal kranial

Abb. 1.41

[S007-22]

5. Halswirbel von kranial. Die Spitze1n der Dornfortsätze sind meist gespalten und die Querfortsätze besitzen Löcher.

Abb. 1.42

[S007-22]

Baumerkmale am Beispiel des 5. Brustwirbels (Ansicht von kranial)

Abb. 1.43

[E402]

a Längsbänder der Wirbelsäule. b Bandapparat der Wirbelsäule.

Abb. 1.44

[E402]

Knöcherner Thorax und Schultergürtel

Abb. 1.45

[E402]

Aufbau von Sternum und Rippen, Kostovertebral- und Kostotransversalgelenk

Abb. 1.46

[S007-22]

Rechtes SchlüsselbeinSchlüsselbein (Clavicula)Clavicula von kranial

Abb. 1.47

[S007-22]

Sternoklavikulargelenk mit Discus articularis von ventral, Knorpelhaft der 1. Rippe und Sternokostalgelenk der 2. Rippe

Abb. 1.48

[L190]

Rucksackverband nach Klavikulafraktur

Abb. 1.49

[M502; M519]

Zerreißung des Bandapparats bei Tossy (Rockwood) III und Hochstand der lateralen Klavikula

Abb. 1.50

[S007-22]

Rechtes Schulterblatt (Scapula) von dorsal (a) und ventral (b)

Abb. 1.51

[S007-22]

Rechtes Schultergelenk (Articulatio humeri) von ventral. Beachte folgende Strukturen: sehr kleine Gelenkpfanne, Akromion mit Gelenkfläche zur Klavikula, lange Bizepssehne, Sehne des M. supraspinatus, Bursa subacromialisBursasubacromialis und verknöcherte Epiphysenfuge.

Abb. 1.52

[L106]

Reposition einer vorderen SchulterluxationSchulterluxationvordere, Hippokrates-Reposition. a Reposition nach Hippokrates: Der unbeschuhte Fuß des Therapeuten dient als Hypomochlion für den Längszug am gestreckten Arm. b Reposition nach Arlt: Der verletzte Arm liegt über einer gepolsterten Stuhllehne, es wird ein Zug am rechtwinklig gebeugten Arm durchgeführt.

Abb. 1.53

[S007-22]

Übersicht über die obere ExtremitätExtremitätobere

Abb. 1.54

[S007-22]

Rechter Oberarmknochen (Humerus) von ventral (a) und dorsal (b)

Abb. 1.55

[S007-22]

Rechtes Ellenbogengelenk von ventral

Abb. 1.56

[R168]

Bursitis olecrani

Abb. 1.57

[S007-22]

Rechtes proximales Radioulnargelenk (Ansicht von proximal ventral) und Lig. anulare, das das Radiusköpfchen umgibt

Abb. 1.58

[S007-22]

Radius und proximales Handgelenk (Articulatio radiocarpalis)Articulatioradiocarpalis sowie Ulna mit Discus articularis und Gelenke der Handwurzel

Abb. 1.59

[L190]

Supination und Pronation von Hand bzw. Unterarm

Abb. 1.60

[S007-22]

Transversalschnitt durch das Handgelenk. Im Karpaltunnel kann der N. medianus komprimiert werden, was als Karpaltunnel-Syndrom bezeichnet wird.

Abb. 1.61

[T665]

Röntgenaufnahmen des Handgelenks zur Bestimmung des KnochenaltersKnochenaltersbestimmung eines Kindes. a 4½-jähriger Junge. b 7-jähriger Junge. c 11-jähriger Jugendlicher. 1 Ulna, 2 Radius, 3 distale Epiphyse der Ulna, 4 distale Epiphyse des Radius, 5 Os lunatum, 6 Os triquetrum, 7 Os scaphoideum, 8 Os hamatum, 9 Os capitatum, 10 Os trapezoideum, 11 Os trapezium, 12 Os pisiforme.

Abb. 1.62

[L190]

Distale Radiusfraktur durch Sturz auf die überstreckte Hand

Abb. 1.63

[G121]

Schnellender Finger

Abb. 1.64

[S007-22]

Fingergelenke im Sagittalschnitt (Ansicht von ventral). Klinisch werden die Mittelgelenke als PIP (proximales Interphalangealgelenk) Interphalangealgelenk(e)proximales (PIP)PIP (proximales Interphalangealgelenk)DIP (distales Interphalangealgelenk)Interphalangealgelenk(e)distales (DIP)und die Endgelenke als DIP (distales Interphalangealgelenk) bezeichnet.

Abb. 1.65

[S007-22]

Übersicht über die untere Extremität

Abb. 1.66

[S007-22]

Rechtes Hüftbein (Os coxae) von ventral (a) und von lateral dorsal (b)

Abb. 1.67

[S007-22]

Rechtes Hüftbein (Os coxae) eines 6-jährigen Kindes. Die 3 Anteile des Hüftbeins sind im Bereich der Hüftpfanne ein einer Y-förmigen Knorpelfuge miteinander verbunden. Diese synostosiert um das 13.–18. Lebensjahr.

Abb. 1.68

[L238]

Männliches Becken von ventral (a); weibliches Becken von ventral (b) und Medianschnitt durch ein weibliches Becken (c)

Abb. 1.69

[S007-22]

Rechter Oberschenkelknochen (Femur) von ventral (a) und dorsal (b)

Abb. 1.70

[S007-22]

CCD-Winkel (Schenkelhalswinkel)Schenkelhalswinkel

Abb. 1.71

[S007-22]

Hüftgelenk nach Eröffnung der Gelenkkapsel von lateral distal

Abb. 1.72

[S007-22]

Verbindungen von rechter Tibia und Fibula (Ansicht von ventral)

Abb. 1.73

[S007-22]

Scheinbein (Tibia) von ventral (a) und dorsal (b)

Abb. 1.74

[S007-22]

Rechtes Kniegelenk in 90°-Beugestellung von ventral. Die Patella ist entfernt.

Abb. 1.75

[L157]

Sesambeine im Bereich von Händen und Füßen

Abb. 1.76

[S007-22]

Die Patella befindet sich in der Sehne des M. quadriceps femoris und bildet mit dem Femur das FemoropatellargelenkFemoropatellargelenk.

Abb. 1.77

[S007-22]

Menisci und Kreuzbänder des rechten Kniegelenks von proximal

Abb. 1.78

[S007-22]

Rechtes Kniegelenk von dorsal mit Kreuzbändern sowie Innen- (Lig. collaterale tibiale) und Außenband (Lig. collaterale fibulare)

Abb. 1.79

[S007-22]

Bandapparat von rechtem Sprunggelenk und Fuß von lateral

Abb. 1.80

[L239]

Einteilung der Malleolarfrakturen nachMalleolarfrakturenWeber-KlassifikationWeber-KlassifikationMalleolarfrakturen der Klassifikation von Weber. a Fraktur der Fibula distal der tibiofibularen Syndesmose (Typ Weber A). b Fibulafraktur auf Höhe der Syndesmose mit häufiger Zerreißung der Syndesmose (Typ Weber B). c Fibulafraktur proximal der Syndesmose, Zerreißung der Syndesmose und der Membrana interossea (Typ Weber C).

Abb. 1.81

[S007-22]

Rechtes Fußskelett von proximal. I = Hallux (Großzehe), V = Kleinzehe.

Abb. 1.82

[E374]

Fersensporn

Abb. 1.83

[S007-22]

Rechtes Fußskelett von medial und unteres Sprunggelenk

Abb. 1.84

[E402]

Fußgewölbe des linken Fußes: a Längsgewölbe, b Quergewölbe

Abb. 1.85

[L157]

a Hammerzehe. b Krallenzehe.

Abb. 1.86

[L157]

Entstehung des Hallux valgus mit Zugrichtung des M. abductor versus M. adductor und M. extensor hallucis longus (gestrichelter Pfeil) als valgisierende Muskeln

Abb. 1.87

[L134]

Schema der bindegewebigen Anteile eines Muskelfaserbündels. 1 Muskelzelle, 2 Endomysium, 3 Perimysium internum, 4 Perimysium externum, 5 Epimysium, 6 Faszie, 7 Blut- und Lymphgefäße der Skelettmuskulatur, 8 Primärbündel, 9 Sekundärbündel.

Abb. 1.88

[L190]

Vom Gesamtmuskel zur Myofibrille

Abb. 1.89

[L107]

Ausschnitt aus einer Muskelfaser

Abb. 1.90

[L190]

Muskel-Kontraktionsmechanismus

Abb. 1.91

[M375]

Sehne im Längsschnitt. Man erkennt die Kerne der Sehnenzellen (Pfeile) und die gewellt verlaufenden Kollagenfasern.

Abb. 1.92

[S007-22]

Sehnenscheiden und PalmaraponeurosePalmaraponeurose (Faszie teilweise entfernt) der linken Hand (Ansicht von palmar)

Abb. 1.93

[S007-22]

Der Innenknöchel dient als Hypomochlion für die Fußbeugemuskeln.

Abb. 1.94

[L190]

Varianten der Muskelkontraktion

Abb. 1.95

[S007-22]

Muskeltypen: einköpfiger Muskel (a), zweiköpfiger Muskel (b), zweibäuchiger Muskel (c), mehrköpfiger Muskel (d), durch Zwischensehnen unterteilter, mehrbäuchiger Muskel (e), einfach gefiederter Muskel (f), zweifach gefiederter Muskel (g)

Abb. 1.96

[L157]

Weg vom Glycin (Leber) zum zyklischen Kreatinin (Muskel)

Abb. 1.97

[L190]

Energiegewinnung mit und ohne Sauerstoff (O2)

Abb. 1.98

[L141]

Schema einer motorischen Endplatte

Abb. 1.99

[L190]

Versorgungsgebiet einer motorischen Einheit

Abb. 1.100

[L106]

Abhängigkeit muskulärer Kontraktionen von der Frequenz nervaler Befehle

Abb. 1.101

[L106]

Abhängigkeit der Kraftentwicklung von der Ausgangslänge des Muskels

Abb. 1.102

[L106]

Längen- und Spannungsrezeptoren der quergestreiften Skelettmuskulatur. Die Längenrezeptoren sind in einer Muskelspindel lokalisiert und parallel zur Arbeitsmuskulatur angeordnet. Sie werden von afferenten Axonen der Gruppen I (Ia) und II innerviert. Die Spannungsrezeptoren, die Golgi-Sehnenorgane, sind am Übergang von den Muskelfasern zur Sehne in Serie angeordnet. Sie werden von afferenten Axonen der Gruppe I (Ib) innerviert.

Abb. 1.103

[L106]

Gegenüberstellung eines Aktionspotenzials (MP) und der zeitlich zugehörigen Kraftentwicklung. a Herzmuskelfaser. b Skelettmuskelfaser.

Abb. 1.104

[S007-22]

Gesichts- und Kaumuskeln. Der Arcus zygomaticus ist teilweise entfernt, um den Ansatz des M. temporalis am Proc. coronoideus zu zeigen, der M. masseter ist oberhalb des Kieferwinkels durchtrennt.

Abb. 1.105

[S007-22]

Mundbodenmuskeln, untere Zungenbeinmuskeln und seitliche tiefe Halsmuskeln. Dem M. scalenus posterior aufgelagert ist der M. levator scapulae.

Abb. 1.106

[S007-22]

Oberflächliche HalsmuskelnHalsmuskelnoberflachliche

Abb. 1.107

[S007-22]

Oberflächliche Muskelschicht von Hals und Rücken

Abb. 1.108

[S007-22]

A. subclavia und Plexus brachialisPlexus brachialisArteria(-ae)subclavia ziehen durch die vordere SkalenuslückeSkalenuslücke (rechts).

Abb. 1.109

[E402]

Muskeln der BrustwandBrustwand, MuskelnBrustwand, Muskeln. a Pektoralismuskulatur und M. serratus anterior. b Interkostalmuskeln.

Abb. 1.110

[S007-22]

Schräge Bauchwandmuskeln M. obliquus externus abdominis (rechts) und M. obliquus internus abdominis (links)

Abb. 1.111

[S007-22]

Tiefe BauchmuskelnBauchmuskel(n)tiefe M. transversus abdominis (rechts) und M. rectus abdominis (links) mit Rektusscheide

Abb. 1.112

[S007-22]

Zwerchfell

Abb. 1.113

[S007-22]

Rückenmuskeln

Abb. 1.114

[S007-22]

Tiefe (autochthone) Rückenmuskulatur

Abb. 1.115

[S007-22]

GesäßmuskulaturGesäßmuskulatur: M. gluteus maximus (a), M. gluteus medius (b) und M. gluteus minimus (Abb. 1.117)

Abb. 1.116

[E402]

M. psoas major und M. iliacus, meist zusammengefasst als M. iliopsoas

Abb. 1.117

[S007-22]

Dorsal gelegene Muskeln des OberschenkelsOberschenkelMuskulatur: M. biceps femoris, M. semitendinosus und M. semimembranosus

Abb. 1.118

[S007-22]

Ventral gelegene Muskeln des Oberschenkels und Adduktorengruppe. a Oberflächliche Schicht. b Tiefe Schicht.

Abb. 1.119

[S007-22]

Muskeln des Unterschenkels in der Ansicht von dorsal

Abb. 1.120

[S007-22]

Muskeln des Unterschenkels in der Ansicht von ventral

Abb. 1.121

[L239]

Schematische Darstellung der Rotatorenmanschette von dorsal (a) und ventral (b)

Abb. 1.122

[S007-22]

Beugemuskeln des rechten Oberarms (Ansicht von ventral). a Oberflächliche Schicht. b Tiefe Schicht.

Abb. 1.123

[S007-22]

Muskeln des rechten Oberarms in der Ansicht von lateral dorsal

Abb. 1.124

[S007-22]

Muskeln des rechten Unterarms (oberflächliche Schicht in der Ansicht von ventral)

Abb. 1.125

[S007-22]

Muskeln des rechten Unterarms (tiefe Schicht in der Ansicht von dorsal)

Abb. 1.126

[L157]

Bewegungen im Handgelenk

Gesichts- und KaumuskelnKaumuskelnGesichtsmuskelnMusculus(-i)temporalisMusculus(-i)orbicularis orisMusculus(-i)orbicularis oculiMusculus(-i)masseterMusculus(-i)flexor pollicis longusSchläfenmuskelKaumuskeln

Tab. 1.1
M. orbicularis oculi (Ringmuskel des Auges)
Ursprung Oberrand der Maxilla und Tränenbein
Ansatz nicht knöchern, sondern periorbitale Haut
Funktion
  • umgibt kranzförmig das Auge einschließlich Ober- und Unterlid

  • schließt die Augenlider (Lidschlag!), bewegt die Augenbrauen

Innervation N. facialis
M. masseter (Kaumuskel)
Ursprung Arcus zygomaticus (Jochbein und Schläfenbein)
Ansatz Unterkieferwinkel
Funktion schließt den Mund
Innervation N. trigeminus
M. temporalis (Schläfenmuskel)
Ursprung Außenfläche des Schläfenbeins
Ansatz Proc. coronoideus der Mandibula
Funktion schließt den Mund, übertrifft dabei sogar den M. masseter an Stärke
Innervation N. trigeminus
M. orbicularis oris (Ringmuskel des Mundes)
Ursprung/Ansatz Unterhautgewebe von Mund und Umgebung, nicht knöchern
Funktion
  • umgibt ringförmig den Mund

  • bildet das Fleisch der Lippen

  • schließt den Mund

Innervation N. facialis

Musculus(-i)stylohyoideusMusculus(-i)mylohyoideusMusculus(-i)digastricusMundbodenmuskelnMundbodenmuskelnUnterkiefermuskel, zweibäuchigerGriffelfortsatz-ZungenbeinmuskelKiefer-Zungenbeinmuskel

Tab. 1.2
M. digastricus (zweibäuchiger Unterkiefermuskel)
Ursprung mit je einem Muskelbauch von Unterkiefer und Schläfenbein
Ansatz Zungenbein
Funktion
  • hebt das Zungenbein

  • senkt mit dem vorderen Bauch den Unterkiefer (öffnet den Mund)

  • bewegt den Mund zur Seite

Innervation N. trigeminus (vorderer Bauch), N. facialis (hinterer Bauch)
M. stylohyoideus (Griffelfortsatz-Zungenbeinmuskel)
Ursprung Proc. styloideus des Schläfenbeins
Ansatz Zungenbein
Funktion
  • fixiert das Zungenbein

  • zieht das Zungenbein beim Schluckvorgang nach dorsal und kranial

Innervation N. facialis
M. mylohyoideus (Kiefer-Zungenbeinmuskel)
Ursprung Mundboden mit seitlichem Unterkiefer
Ansatz Zungenbein
Funktion
  • bildet den Mundboden

  • hebt Mundboden, Zungenbein und Zunge

Innervation N. trigeminus

Untere Zungenbeinmuskeln Musculus(-i)thyrohyoideusMusculus(-i)sternothyroideusMusculus(-i)sternohyoideusMusculus(-i)omohyoideusBrustbein-ZungenbeinmuskelBrustbein-SchildknorpelmuskelSchulter-Zungenbeinmuskel

Tab. 1.3
M. sternohyoideus (Brustbein-Zungenbeinmuskel)
Ursprung Innenfläche des Brustbeins
Ansatz Zungenbein
Funktion
  • fixiert das Zungenbein

  • zieht das Zungenbein nach unten

Innervation Plexus cervicalis (C1–C4)
M. sternothyroideus (Brustbein-Schildknorpelmuskel)
Ursprung Hinterfläche von Manubrium sterni und Knorpel der 1. Rippe
Ansatz Außenfläche der Schildknorpelplatte
Funktion
  • zieht den gesamten Kehlkopf nach unten

  • hat dadurch großen Einfluss auf die Stimmbildung

Innervation Plexus cervicalis (C1–C4)
M. thyrohyoideus (Schildknorpel-Zungenbeinmuskel)
Ursprung Außenfläche der Schildknorpelplatte (Cartilago thyroidea)
Ansatz Zungenbein
Funktion
  • fixiert das Zungenbein

  • hebt den Kehlkopf

Innervation Plexus cervicalis (v. a. C1 und C2 → sog. Globus hystericus bei Blockaden der Gelenke C1 und/oder C2)
M. omohyoideus (Schulter-Zungenbeinmuskel)
Ursprung Oberrand der Skapula (Incisura scapulae)
Ansatz Zungenbein
Funktion
  • fixiert das Zungenbein

  • zieht das Zungenbein nach kaudal

  • spannt die Faszie des Halses

Innervation Plexus cervicalis (C1–C3)

Oberflächliche Halsmuskeln PlatysmaMusculus(-i)trapeziusMusculus(-i)sternocleidomastoideusKopfwendermuskelKappenmuskelKapuzenmuskel

Tab. 1.4
Platysma (Hautmuskel des Halses)
Ursprung Muskelfaszien des M. pectoralis major und M. deltoideus
Ansatz Unterkieferrand und Wange
Funktion
  • besteht lediglich aus einer platten Schicht direkt unterhalb der Haut und ist ohne eigene Faszie mit dieser verwachsen

  • öffnet den Mund

  • zieht die Mundwinkel herab

Innervation N. facialis
M. sternocleidomastoideus (Kopfwendermuskel)
Ursprung Manubrium sterni, mediale Fläche der Klavikula
Ansatz Proc. mastoideus (Mastoid) und dorsal davon
Funktion
  • dreht den Kopf zur Gegenseite

  • hebt gleichzeitig das Kinn

  • zieht bei beiderseitiger Innervation Kopf und HWS nach vorne

  • neigt den Kopf zur gleichen Seite

  • hilft bei festgestelltem Kopf bei der Inspiration

Innervation N. accessorius und Plexus cervicalis
M. trapezius (Kappenmuskel, Kapuzenmuskel)
Ursprung Hinterhauptbein sowie Dornfortsätze von C2–C7 und Th1–Th12
Ansatz akromiales (= laterales) Drittel der Klavikula, Akromion, lateraler Anteil der Spina scapulae
Funktion
  • bildet durch seinen Ursprung an sämtlichen Dornfortsätzen von HWS und BWS das Relief von Nacken und oberer Rückenhälfte

  • kranialer Anteil: zieht das Schulterblatt nach oben und innen, hilft bei der Elevation (Hebung des Armes über die Horizontale hinaus)

  • mittlerer Anteil: zieht das Schulterblatt nach medial

  • unterer Anteil: zieht das Schulterblatt nach kaudal

  • zum Hinterhaupt laufende Fasern drehen den Kopf zur Gegenseite und neigen ihn gleichzeitig nach oben

Innervation weit überwiegend N. accessorius

Seitliche tiefe HalsmuskelnHalsmuskelntiefe, seitlicheMusculus(-i)scalenus posteriorMusculus(-i)scalenus anteriorMusculus(-i)scalenus mediusMusculus(-i)levator scapulaeSchulterblattheberRippenhalter, vorderer, mittlerer bzw. hinterer

Tab. 1.5
M. levator scapulae (Schulterblattheber)
Ursprung Proc. transversi C1–C4
Ansatz oberer medialer Schulterblattwinkel (Angulus superior)
Funktion
  • zieht das Schulterblatt nach innen und oben

  • dreht und beugt bei fixiertem Schulterblatt den Kopf

Innervation Plexus cervicalis (v. a. C3 und C4)
M. scalenus anterior (vorderer Rippenhalter)
Ursprung Querfortsätze 3.–6. Halswirbel
Ansatz 1. Rippe
Funktion
  • hebt die 1. Rippe (Hilfe bei der Inspiration)

  • neigt HWS (und Kopf) zur gleichen Seite (Lateralflexion)

Innervation Plexus cervicalis
M. scalenus medius (mittlerer Rippenhalter)
Ursprung Querfortsätze sämtlicher Halswirbel
Ansatz 1. Rippe (lateral des M. scalenus anterior)
Funktion wie M. scalenus anterior
Innervation Plexus cervicalis
M. scalenus posterior (hinterer Rippenhalter)
Ursprung Querfortsätze 5.–7. Halswirbel
Ansatz Oberrand der 2. Rippe
Funktion
  • hebt die 2. Rippe (Hilfe bei der Inspiration)

  • neigt HWS (und Kopf) zur gleichen Seite

Innervation Plexus cervicalis

Muskeln der Brustwand Musculus(-i)serratus anteriorMusculus(-i)pectoralis minorMusculus(-i)pectoralis majorMusculus(-i)intercostales interniMusculus(-i)intercostales externiBrustmuskel, großer/kleinerSägemuskel, vordererZwischenrippenmuskeln, äußere/innere

Tab. 1.6
M. pectoralis major (großer Brustmuskel)
Ursprung
  • Pars clavicularis: sternale Hälfte des Schlüsselbeins

  • Pars sternocostalis: Brustbein und Rippenknorpel 2–6

  • Pars abdominalis: vorderes Blatt der Rektusscheide des M. rectus abdominis

Ansatz Tuberculum majus humeri
Funktion
  • bedeckt den größten Teil des vorderen Thorax und bildet die vordere Begrenzung der Axilla

  • Adduktion und Innenrotation des Armes

  • Pars sternocostalis hebt bei aufgestützten Armen die Rippen (hilft bei der Inspiration)

Innervation Nervenfasern aus C5–Th1
M. pectoralis minor (kleiner Brustmuskel)
Ursprung knöcherner Anteil der Rippen 2–5
Ansatz Spitze des Proc. coracoideus (gemeinsam mit dem M. coracobrachialis und dem kurzen Bizepskopf)
Funktion
  • liegt unterhalb der Mitte des M. pectoralis major

  • senkt und fixiert das Schulterblatt und damit den Schultergürtel

  • hebt bei festgestelltem Schultergürtel den Thorax und hilft damit bei der Inspiration

Innervation Nervenfasern aus C5–Th1
M. serratus anterior (vorderer Sägemuskel)
Ursprung Rippen 1–9
Ansatz medialer Skapularand einschließlich Angulus inferior und superior
Funktion
  • läuft hinter der Skapula auf dem Thorax zu ihrem medialen Rand

  • fixiert die Skapula auf dem Thorax und zieht sie nach lateral

Innervation C5–C7 aus dem Plexus brachialis
Mm. intercostales externi (äußere Zwischenrippenmuskeln)
Ursprung/Ansatz in jedem Rippenzwischenraum von hinten oben nach vorne unten zum Oberrand der nächsttieferen Rippe
Funktion unterstützen die Hebung der Rippen und damit die Inspiration
Innervation Nn. intercostales 1–11
Mm. intercostales interni (innere Zwischenrippenmuskeln)
Ursprung/Ansatz verlaufen von lateral unten nach medial oben zum Unterrand der nächsthöheren Rippe
Funktion senken die Rippen und dienen damit der Exspiration
Innervation Nn. intercostales 1–11

Muskeln der Bauchwand BauchwandMuskelnMusculus(-i)transversus abdominisMusculus(-i)rectus abdominisMusculus(-i)obliquus internus abdominisMusculus(-i)obliquus externus abdominisDiaphragmaZwerchfellBauchmuskel(n)gerader/schräger

Tab. 1.7
M. obliquus externus abdominis (äußerer Schrägmuskel des Bauches)
Ursprung Außenflächen der Rippen 5–12
Ansatz Crista iliaca; seine Faszienplatte liegt in der Mitte des Bauches auf dem äußeren Blatt der Rektusscheide und verstärkt sie.
Funktion
  • dreht den Rumpf zur Gegenseite und neigt ihn zur selben Seite

  • beugt bei beiderseitiger Innervation die Wirbelsäule

  • hilft bei der Bauchpresse

  • zieht gemeinsam mit dem M. rectus abdominis den Thorax nach unten (Exspirationsmuskel)

Innervation Nn. intercostales 5–12
M. obliquus internus abdominis (innerer Schrägmuskel)
Ursprung Crista iliaca einschließlich der Spina iliaca anterior superior
Ansatz kaudaler Rand der 3 kaudalen Rippen
Funktion
  • liegt unterhalb des M. obliquus externus abdominis

  • hilft bei der Bauchpresse

  • dreht den Thorax zur gleichen Seite

Innervation Nn. intercostales 8–12, Plexus lumbalis
M. transversus abdominis (querer Bauchmuskel)
Ursprung Innenfläche der Rippenknorpel 6–12, Crista iliaca
Ansatz Linea alba
Funktion
  • bildet die innerste Schicht der muskulären Bauchwand

  • verläuft quer von den unteren Rippenknorpeln bis zur Crista iliaca nach medial zur Rektusscheide

  • hilft bei der Bauchpresse

  • beteiligt sich kaudal am Aufbau des M. cremaster

Innervation Nn. intercostales, Plexus lumbalis
M. rectus abdominis (gerader Bauchmuskel)
Ursprung Außenfläche der Rippenknorpel 5–7, Proc. xiphoideus
Ansatz am Oberrand des Schambeins im Bereich der Symphyse
Funktion
  • mehrbäuchiger, sehnig unterteilter Muskel

  • beugt die Wirbelsäule

  • senkt die Rippen und unterstützt damit die Exspiration

  • hilft bei der Bauchpresse

Innervation Nn. intercostales 5–12
Diaphragma (Zwerchfell)
Ursprung Xiphoid, Rippen 7–12 einschließlich ihrer Knorpel, LWK 1–3
Ansatz Alle Teile laufen nach medial in eine zentrale Sehnenplatte (Centrum tendineum).
Funktion
  • trennt den Brustraum vom Bauchraum

  • beteiligt sich an der Bauchpresse

  • ist der mit Abstand wichtigste Atemmuskel für die Inspiration

Innervation N. phrenicus (C3 und C4)

Musculus(-i)serratus posterior superiorMusculus(-i)serratus posterior inferiorMusculus(-i)rhomboideus majorMusculus(-i)latissimus dorsiRückenmuskelnRückenmuskel, breiter

Tab. 1.8
M. trapezius (Kappenmuskel, Kapuzenmuskel) Kap. 1.6.2
M. latissimus dorsi (breiter Rückenmuskel)
Ursprung unterer Schulterblattwinkel (Angulus inferior); über die breite Sehnenplatte Fascia thoracolumbalis an Th6–Th12, LWS und Kreuzbein
Ansatz Tuberculum minus humeri
Funktion
  • bedeckt als dünne, breite Muskelplatte den gesamten unteren Teil des Rückens

  • bildet die hintere Achselfaltenlinie

  • Adduktion, Innenrotation und Retroversion des Oberarms

  • senkt den erhobenen Arm bzw. hebt den Rumpf bei oberhalb der Schulter fixiertem Arm (Klimmzug) – gemeinsam mit dem M. trapezius und den Mm. pectorales

Innervation Plexus brachialis
M. serratus posterior superior (hinterer oberer Sägemuskel)
Ursprung Dornfortsätze C6–Th2 (Übergang HWS/BWS)
Ansatz mit 4 Zacken an den Rippen 2–5
Funktion hebt mit den oberen Rippen gleichzeitig den ganzen Thorax → Hilfsmuskel für die Inspiration
Innervation Nn. intercostales 1–4
M. serratus posterior inferior (hinterer unterer Sägemuskel)
Ursprung Dornfortsätze Th11 und 12, L1 und 2 (Übergang BWS/LWS)
Ansatz mit 4 Zacken am Unterrand der Rippen 9–12
Funktion
  • senkt mit den unteren Rippen den ganzen Thorax

  • Hilfsmuskel (normalerweise) für die Exspiration

  • hilft durch Antagonismus gegenüber dem Zwerchfell auch bei einer vertieften Inspiration

Innervation Nn. intercostales 9–12
M. rhomboideus major (großer rautenförmiger Muskel)
Ursprung Dornfortsätze Th1–Th4
Ansatz medialer Skapularand
Funktion
  • fixiert das Schulterblatt auf dem Rücken (gemeinsam mit dem M. serratus anterior)

  • zieht das Schulterblatt nach medial und oben

Innervation N. dorsalis scapulae (aus dem Plexus brachialis)

Muskeln im Bereich des Beckens BeckenMuskelnMusculus(-i)iliopsoasMusculus(-i)gluteus minimusMusculus(-i)gluteus mediusMusculus(-i)gluteus maximusGesäßmuskel, großer, kleiner bzw. mittlererDarmbeinlendenmuskelMusculus(-i)psoas majorMusculus(-i)iliopsoasMusculus(-i)iliacus

Tab. 1.9
M. gluteus maximus (großer Gesäßmuskel)
Ursprung kaudaler Anteil der Fascia thoracolumbalis, Seitenrand des Kreuzbeins und dorsomedialen Anteilen der Darmbeinschaufel
Ansatz seitlicher Oberschenkel: am Tractus iliotibialis der Fascia lata (kräftige Faszie um den gesamten Oberschenkel), am dorsolateralen Femur unterhalb des Trochanter major
Funktion
  • größter und stärkster Muskel des Menschen (gemeinsam mit dem M. quadriceps femoris)

  • Faserverlauf von kranial und medial nach kaudal und lateral

  • Aufrichten des Körpers

  • Streckung und Außenrotation im Hüftgelenk

Innervation N. gluteus inferior (L4–S1)
M. gluteus medius (mittlerer Gesäßmuskel)
Ursprung Crista iliaca und anschließender Teil der Darmbeinschaufel
Ansatz Trochanter major
Funktion
  • Abduktion im Hüftgelenk

  • neigt das Becken gegen das Standbein und stabilisiert so den Einbeinstand

Innervation N. gluteus superior (L4–S1)
M. gluteus minimus (kleiner Gesäßmuskel)
Ursprung Darmbeinschaufel unterhalb des M. gluteus medius
Ansatz Trochanter major
Funktion
  • Abduktion im Hüftgelenk

  • neigt das Becken gegen das Standbein und stabilisiert so den Einbeinstand

Innervation N. gluteus superior (L4–S1)
M. iliopsoas (Darmbeinlendenmuskel): besteht aus dem M. psoas major und dem M. iliacus
Ursprung
  • M. psoas: Seitenfläche der BWK 12 und LWK 1–5

  • M. iliacus: Innenfläche der Darmbeinschaufel einschließlich Spina iliaca anterior inferior

  • verläuft von LWS und Darmbein durchs Innere des Beckens zum dorsomedialen Oberschenkel

Ansatz Trochanter minor femoris
Funktion
  • kräftigster Beuger im Hüftgelenk (Beugen im Hüftgelenk heißt auch Aufrichten aus dem Liegen)

  • besorgt die Anteversion des Schwungbeins beim Gehen

Innervation N. femoralis des Plexus lumbalis (Th12–L3)

Muskeln des Oberschenkels Musculus(-i)vastus medialisMusculus(-i)vastus lateralisMusculus(-i)vastus intermediusMusculus(-i)semitendinosusMusculus(-i)sartoriusMusculus(-i)rectus femorisMusculus(-i)quadriceps femorisMusculus(-i)gracilisMusculus(-i)biceps femorisSchenkelmuskelzweiköpfigerHalbsehnenmuskelSchenkelmuskelvierköpfigerSchneidermuskelOberschenkelanspannermuskel, großer, kleiner bzw. langerMusculus(-i)adductor brevisMusculus(-i)adductor longusMusculus(-i)adductor magnusMusculus(-i)adductor brevis

Tab. 1.10
M. biceps femoris (zweiköpfiger Schenkelmuskel)
Ursprung
  • Caput longum: am Tuber ischiadicum

  • Caput breve: am lateralen Oberschenkel

Ansatz Fibulaköpfchen (lateral am Unterschenkel)
Funktion
  • läuft auf der Rückseite des Oberschenkels

  • beugt im Kniegelenk

  • rotiert Oberschenkel und Kniegelenk nach außen

  • leichte Streckung im Hüftgelenk durch das Caput longum, das über 2 Gelenke zieht

Innervation N. ischiadicus (L5–S1)
M. semitendinosus (Halbsehnenmuskel)
Ursprung Tuber ischiadicum (verwachsen mit der Sehne des M. biceps femoris)
Ansatz Medialseite der Tuberositas tibiae (medial am Unterschenkel)
Funktion
  • läuft auf der Rückseite des Oberschenkels

  • streckt im Hüftgelenk

  • beugt im Kniegelenk

  • Innenrotation von Oberschenkel und Kniegelenk

Innervation N. ischiadicus (L5–S2)
M. quadriceps femoris (vierköpfiger Schenkelmuskel)
Der Muskel besteht aus 4 Teilen bzw. „Köpfen“, die sich am Oberrand der Patella zu einem einzigen Muskel zusammenschließen: M. rectus femoris, M. vastus medialis, M. vastus intermedius und M. vastus lateralis.
Ursprung
  • M. vastus medialis: zwischen den beiden Trochanteren (Linea intertrochanterica) und kaudal davon

  • M. vastus intermedius: frontal und lateral am Femurschaft

  • M. vastus lateralis: Linea intertrochanterica und Trochanter major

  • M. rectus femoris: Spina iliaca anterior inferior und Oberrand des Acetabulum

Ansatz am Oberrand der Patella, benutzt diese als Sesambein und inseriert über das Lig. patellae an der Tuberositas tibiae
Funktion
  • Streckung im Kniegelenk

  • M. rectus femoris: zieht als einziger der 4 Teilmuskeln über 2 Gelenke (Hüft- und Kniegelenk); beugt deshalb auch als einziger in der Hüfte – zusätzlich zur Hauptfunktion des Gesamtmuskels

Innervation N. femoralis (L2–L4)
M. sartorius (Schneidermuskel)
Ursprung Spina iliaca anterior superior
Ansatz medial neben der Tuberositas tibiae (wie M. gracilis)
Funktion
  • besitzt die längsten Muskelfasern (bis zu 30 cm)

  • zieht über 2 Gelenke: geringe Beugung, Außenrotation und Abduktion im Hüftgelenk

  • dreht den gebeugten Unterschenkel einwärts (→ Schneidermuskel)

Innervation N. femoralis (L2–L3)
M. gracilis (schlanker Muskel)
Ursprung unterer Schambeinast direkt neben der Symphyse
Ansatz medial neben der Tuberositas tibiae (wie M. sartorius)
Funktion
  • verläuft an der Innenseite des Oberschenkels

  • Adduktion im Hüftgelenk

Innervation N. obturatorius (L2–L4)
M. adductor longus, M. adductor magnus, M. adductor brevis (langer, großer, kleiner Oberschenkelanspreizer)
Ursprung beide Schambeinäste
Ansatz Medialseite des Femur
Funktion Adduktion des Oberschenkels
Innervation N. obturatorius

Muskeln des Unterschenkels UnterschenkelMuskelnMusculus(-i)tibialis anteriorMusculus(-i)gastrocnemiusMusculus(-i)fibularis (peroneus) longusZwillingswadenmuskelSchienbeinmuskel, vordererWadenbeinmuskel, langer

Tab. 1.11
M. gastrocnemius (Zwillingswadenmuskel)
Ursprung
  • Caput mediale: am Epicondylus medialis femoris

  • Caput laterale: am Epicondylus lateralis femoris

Ansatz mittels der langen Tendo calcanei (Achillessehne) am Tuber calcanei des Fersenbeins
Funktion
  • begrenzt beiderseits die Kniekehle

  • bildet das Relief der Wade

  • beugt im Kniegelenk

  • Plantarflexion und Supination des Fußes

Innervation N. tibialis (v. a. S1)
M. tibialis anterior (vorderer Schienbeinmuskel)
Ursprung laterale Tibiafläche mit Membrana interossea cruris
Ansatz Os cuneiforme mediale und Os metatarsale I (am Fußrücken)
Funktion
  • Dorsalflexion (= Dorsalextension) des Fußes

  • leichte Supination

Innervation N. peroneus (fibularis) profundus (L4–S1)
M. fibularis (peroneus) longus (langer Wadenbeinmuskel)
Ursprung proximales Drittel des Wadenbeins einschließlich Fibulaköpfchen
Ansatz Os cuneiforme mediale und Os metatarsale I (von plantar)
Funktion
  • Plantarflexion im oberen Sprunggelenk

  • Pronation im unteren Sprunggelenk

Innervation N. fibularis (peroneus) superficialis (L5/S1)

Musculus(-i)supraspinatusMusculus(-i)deltoideusObergrätenmuskelSchultermuskelnSchultermuskelnDeltamuskel

Tab. 1.12
M. supraspinatus (Obergrätenmuskel)
Ursprung Der Muskel liegt in der Fossa supraspinata, der er auch entspringt.
Ansatz Die kräftige Sehne zieht über den oberen Rand der Schultergelenkkapsel und verschmilzt mit dieser; im weiteren Verlauf tritt sie unter dem Akromion auf den Oberarm und ist hier gut zu tasten, bevor sie am Tuberculum majus humeri ansetzt.
Funktion Abduktion des Armes
Innervation N. suprascapularis (C4–6)
M. deltoideus (Deltamuskel)
Ursprung laterales Drittel der Klavikula, Akromion, Spina scapulae
Ansatz Tuberositas deltoidea (Frontalfläche des Humerus etwas oberhalb der Mitte des Schaftes)
Funktion
  • vorderer Anteil: dreht den Arm nach innen

  • hinterer Anteil: dreht den Arm nach außen

  • kräftiger mittlerer Anteil: hebt den Arm seitlich (abduziert) bis zur Horizontalen

Innervation N. axillaris (C5–6)

Muskeln des Oberarms OberarmMuskelnMusculus(-i)triceps brachiiMusculus(-i)coracobrachialisMusculus(-i)brachialisMusculus(-i)biceps brachiiArmmuskel, zweiköpfigerArmstrecker, dreiköpfigerArmbeugerHakenarmmuskel

Tab. 1.13
M. biceps brachii (zweiköpfiger Armmuskel)
Ursprung
  • Caput longum: am Tuberculum supraglenoidale scapulae, also am oberen Rand der Schultergelenkpfanne innerhalb der Gelenkkapsel; die Sehne läuft durchs Schultergelenk

  • Caput breve: am Proc. coracoideus

Ansatz Tuberositas radii (Ulnarseite des proximalen Radius)
Funktion
  • zweigelenkiger Muskel

  • Anteversion und Abduktion des Oberarms (bis zur Horizontalen)

  • Beugung im Ellbogengelenk – hierbei auch Supination des Unterarms; gilt aus der Beugestellung des Ellbogengelenks heraus als stärkster Supinationsmuskel

  • Innenrotation im Schultergelenk

Innervation C5–C7
M. brachialis (Armbeuger)
Ursprung v. a. Vorderfläche der distalen Humerushälfte
Ansatz proximale Ventralseite der Ulna (Tuberositas ulnae)
Funktion kräftiger Beuger im Ellbogengelenk
Innervation C5–C7
M. triceps brachii (dreiköpfiger Armstrecker)
Ursprung
  • Caput longum: am Tuberculum infraglenoidale scapulae – ist also zweigelenkig

  • Caput laterale: am lateralen und dorsalen Umfang des proximalen Humerus

  • Caput mediale: überwiegend dorsal am proximalen Humerus

Ansatz mit gemeinsamer Sehne am Olecranon ulnae
Funktion
  • liegt mit 3 Köpfen dorsal und lateral am Oberarm

  • wichtigster Streckmuskel im Ellbogengelenk

Innervation N. radialis (C6–C8)
M. coracobrachialis (Hakenarmmuskel)
Ursprung Proc. coracoideus
Ansatz ventral und medial in der Mitte des Humerusschaftes
Funktion Innenrotation und Adduktion
Innervation C5–C7

Muskeln des Unterarms UnterarmMuskelnMusculus(-i)supinatorMusculus(-i)flexor carpi ulnarisMusculus(-i)flexor carpi radialisMusculus(-i)brachioradialisOberarmspeichenmuskelHandbeuger, radial-/ulnarseitiger

Tab. 1.14
M. brachioradialis (Oberarmspeichenmuskel)
Ursprung distales radialseitiges Humerusdrittel
Ansatz an der Basis des Proc. styloideus radii
Funktion
  • Beugung im Ellbogengelenk

  • Supination und Pronation (jeweils bis zur Mittelstellung des Unterarms)

Innervation N. radialis
M. flexor carpi radialis (radialseitiger Handbeuger)
Ursprung v. a. Epicondylus medialis (ulnaris) humeri
Ansatz palmare Fläche der Basis des Os metacarpale II
Funktion
  • Palmarflexion

  • radiale Abduktion

  • bei gestrecktem Ellbogengelenk auch Pronation

Innervation N. medianus
M. flexor carpi ulnaris (ulnarer Handbeuger)
Ursprung Epicondylus medialis (ulnaris) humeri
Ansatz Sehne zieht über das Os pisiforme (= Sesambein) zum Os hamatum und zur Basis des Os metacarpale V
Funktion
  • Palmarflexion

  • ulnare Abduktion

Innervation N. ulnaris
M. supinator (Auswärtsdreher)
Ursprung Epicondylus lateralis (radialis) humeri, Lig. anulare radii
Ansatz proximaler Radius
Funktion Supination von Unterarm und Hand
Innervation N. radialis (C5–C6)

Anatomie und Physiologie

  • 1.1

    Gelenke2

    • 1.1.1

      Formen von Gelenken2

    • 1.1.2

      Hilfseinrichtungen von Gelenken4

    • 1.1.3

      Stabilisierung echter Gelenke5

    • 1.1.4

      Gelenkachsen5

  • 1.2

    Knorpelgewebe7

    • 1.2.1

      Aufbau7

    • 1.2.2

      Perichondrium7

    • 1.2.3

      Knorpelvarianten8

  • 1.3

    Knochengewebe9

    • 1.3.1

      Zusammensetzung des Knochens9

    • 1.3.2

      Makroskopischer Aufbau10

    • 1.3.3

      Knochenmark11

    • 1.3.4

      Feinbau des Knochens11

    • 1.3.5

      Osteone14

    • 1.3.6

      Periost und Endost15

    • 1.3.7

      Hormonelle Steuerung16

    • 1.3.8

      Steuerung durch körperliche Belastung16

    • 1.3.9

      Blutgefäße17

    • 1.3.10

      Knochenbildung18

    • 1.3.11

      Frakturheilung19

    • 1.3.12

      Osteosynthese20

  • 1.4

    Die Knochen des menschlichen Körpers21

    • 1.4.1

      Schädel21

    • 1.4.2

      Larynx30

    • 1.4.3

      Wirbelsäule30

    • 1.4.4

      Thorax36

    • 1.4.5

      Schultergürtel37

    • 1.4.6

      Obere Extremität41

    • 1.4.7

      Becken49

    • 1.4.8

      Untere Extremität54

  • 1.5

    Muskulatur – Anatomie und Physiologie65

    • 1.5.1

      Makroskopischer Aufbau65

    • 1.5.2

      Aufbau der Muskelzellen66

    • 1.5.3

      Muskelkontraktion68

    • 1.5.4

      Sehnen69

    • 1.5.5

      Schleimbeutel70

    • 1.5.6

      Kontraktionserfolg71

    • 1.5.7

      Muskeltypen71

    • 1.5.8

      Erzeugung und Speicherung von Energie72

    • 1.5.9

      Hypertrophie, Atrophie und Regeneration75

    • 1.5.10

      Nervale Versorgung der Muskulatur75

    • 1.5.11

      Neurophysiologie76

    • 1.5.12

      Steuerung muskulärer Kontraktionen78

    • 1.5.13

      Muskeleigenreflex79

    • 1.5.14

      Rückführung der Muskelkontraktion79

    • 1.5.15

      Unterschiede zwischen den Muskelarten79

  • 1.6

    Die Muskeln des menschlichen Körpers82

    • 1.6.1

      Kopf82

    • 1.6.2

      Hals83

    • 1.6.3

      Brust86

    • 1.6.4

      Bauch88

    • 1.6.5

      Rücken90

    • 1.6.6

      Becken92

    • 1.6.7

      Bein94

    • 1.6.8

      Schulter und Arm97

Einführung

Man unterscheidet am BewegungsapparatBewegungsapparat einen passiven von einem aktiven Anteil. Der passive Teil wird von den Knochen und Gelenken einschließlich ihrer Hilfseinrichtungen wie Gelenkkapseln, Schleimbeutel, Sehnen oder Knorpelanteile gebildet. Er ist mit einem Anteil von etwa 10 % am Körpergewicht beteiligt.

Den aktiven Teil bildet allein die Muskulatur. Sie stellt ⅓ der gesamten Körpermasse – rund 30 % bei der Frau und 40 % beim Mann.

Die offensichtlichste Funktion des BewegungsapparatFunktionBewegungsapparats besteht in der Bewegung des gesamten Körpers oder einzelner Teile. Die Erdanziehungskraft (Schwerkraft) wird unbewusst bei jeglicher Bewegung oder Körperhaltung mitberücksichtigt. Dies wird im schwerelosen Zustand besonders deutlich, wenn zuvor automatisierte Bewegungen überschießend werden und erst in einem mühsamen Lernprozess den neuen Gegebenheiten angepasst werden müssen. Auch Sprache, Mimik und Gestik, Nahrungsaufnahme und Atmung benötigen den Bewegungsapparat zu ihrer Funktion.

Die zweite wichtige Aufgabe v. a. des knöchernen Skeletts besteht im mechanischen Schutz lebenswichtiger Organe wie Gehirn und Rückenmark, Herz und Lunge, Oberbauchorgane und Beckeneingeweide. Die Knochen bestimmen die äußere Form des Körpers und dienen darüber hinaus als Blutbildungsstätte sowie als Speicherorgan für lebensnotwendige Mineralsalze.

Der menschliche Körper enthält mehr als 200 einzelne Knochen (Abb. 1.1):

  • Das zentrale Element bildet die Wirbelsäule, das sog. Achsenorgan, an dem die großen Körperhöhlen und der Kopf gewissermaßen aufgehängt bzw. angelagert sind.

  • Der Schädel besteht aus dem Schädeldach (Gehirnkapsel = Gehirnschädel = Kalotte) und dem Gesichtsschädel.

  • Der Thorax umschließt mit Brustwirbelsäule (BWS), Brustbein und 12 Rippenpaaren die Organe der Brusthöhle.

  • Der Schultergürtel, bestehend aus Schlüsselbeinen und Schulterblättern, ist dem Thorax locker aufgelagert.

  • Das Becken (Beckengürtel) gleicht einer nach ventral offenen Schale. Es bietet den Organen des Unterbauchs Schutz und schließt die Bauchhöhle nach unten ab.

  • An Schulter- und Beckengürtel sind die Extremitäten aufgehängt. Sie bilden eine Kette aufeinanderfolgender Knochen, deren Zahl von proximal nach distal zunimmt. Die Anzahl der einzelnen Knochen stimmt an Armen und Beinen fast vollständig überein, ihre Form nur teilweise.

Jeder Knochen (Ausnahme: Zungenbein) ist mit einem oder mehreren weiteren Knochen verbunden. Diese Verbindungen können beweglich oder weitgehend starr erfolgen. Vollständig miteinander verwachsen sind beim Erwachsenen die Knochen des Schädels, Teile der Wirbelsäule (Kreuzbein), Hüftbein und Brustbein.

Gelenke

Formen von Gelenken

Grenzen 2 Knochen aneinander, entsteht Gelenkeein Gelenk (Articulatio, Arthron). In Abhängigkeit vom Aufbau der Gelenke und der Beweglichkeit der artikulierenden Knochen, die miteinander verbunden sind, lassen sich 2 Formen gegeneinander abgrenzen (Abb. 1.2):
  • Synarthrosen: „falsche“ Gelenke, die keine definierten Bewegungen erlauben

  • Diarthrosen: eigentliche, bewegliche, „echte“ Gelenke

Diarthrosen
Ein echtes Gelenk nennt man Diarthrose. Hier wird an der Verbindungsstelle zweier Knochen ein bewegliches Gelenk ausgebildet. Die Form solcher Gelenke kann sehr Diarthrosenunterschiedlich sein. Grundsätzlich aber bildet das eine GelenkeechteKnochenende einen (Gelenk-)Kopf und das korrespondierende eine (Gelenk-)Pfanne, in der sich der Kopf bewegen kann.
Wenn 2 Knochenenden ständig aufeinander hin und her bewegt würden, Gelenkkopfgäbe es Abrieb und kleinere oder größere Ausrisse, was in kürzester Zeit zu einer Blockade der GelenkpfanneGelenkbewegungen führen würde. Die artikulierenden Knochenenden sind deshalb mit einem glättenden und schützenden Knorpelüberzug versehen (Abb. 1.3).
Ähnlich wie in der Technik, wo metallische Gelenkflächen durch einen trennenden Ölfilm vor einer zu großen Reibung geschützt werden, schützt sich die knorpelige Oberfläche durch eine „Gelenkschmiere“, die Synovialflüssigkeit bzw. Synovia. Entsprechend den technischen Gelenken trennt die Synovia die beiden Gelenkenden voneinander. Es bildet sich der Gelenkspalt. Der flüssigkeitsgefüllte SynovialflüssigkeitGelenkspalt ist sehr schmal. Sein Durchmesser liegt im Bereich eines Synoviaeinzigen Millimeters. Der Zwischenraum zwischen den beiden artikulierenden Knochen, den man in einem Röntgenbild erkennt, ist wesentlich breiter, da er sich aus dem eigentlichen Gelenkspalt und gleichzeitig aus den beiden Knorpelüberzügen zusammensetzt, die im Röntgenbild nicht oder zumindest nicht deutlich zu erkennen sind.
Knorpel ist lebendes Gewebe, besitzt aber keine Blutgefäße zur Ernährung und Regeneration. Die Synovialflüssigkeit übernimmt deshalb auch diese Aufgabe durch Diffusion in die Knorpelschichten. Unterstützt wird dieser passive Diffusionsvorgang durch die Bewegungen der Gelenke und die dadurch verursachten, wechselnden Druckverhältnisse im Gelenk.
Damit die Gelenkflüssigkeit bleibt, wo sie gebraucht wird, wird jedes echte Gelenk von einer bindegewebigen Gelenkkapsel Gelenkkapselumgeben, die lückenlos das gesamte Gelenk umschließt (Abb. 1.4). Sie besteht aus
  • einer äußeren derben, kollagenreichen Faserschicht, der Membrana fibrosa, welche die mechanische Stabilität Gelenkkapselsichert; sie ist nicht durchblutet

  • einer weichen innenliegenden Membrana synovialis, die reichlich Blutgefäße und Nerven enthält. Zur Oberflächenvergrößerung stülpt sich die Membrana synovialis faltenartig in die Gelenkhöhle hinein. Aus den Kapillaren dieser reichlich durchbluteten Synovialzotten (Plicae synoviales) Synovialzottenwird die Synovialflüssigkeit abgepresst. Viskös und fadenziehend wird die klare Flüssigkeit durch Substanzen wie (Glyko-)Proteine und Hyaluronsäure, die aus den Fibroblasten dieser bindegewebigen Schicht zusätzlich in sie ausgeschieden werden.

Synarthrosen
SynarthrosenSynarthrosen sind unechte Gelenke. GelenkeunechteAn der Kontaktstelle der aneinandergrenzenden Knochen überbrückt ein Füllgewebe, meist Bindegewebe oder Knorpel, den bei echten Gelenken vorhandenen spaltförmigen Zwischenraum (Gelenkspalt). Da es keinen Gelenkspalt Gelenkeunechtegibt, entsprechend auch keine Gelenkkapsel und keine Synovialflüssigkeit, entsteht in Abhängigkeit vom Aufbau der Gewebebrücke eine höchstens minimale Beweglichkeit.
Man spricht bei Synarthrosen auch von Fugen oder Haften und differenziert je nach dem verbindenden Gewebe in (Abb. 1.5):
  • Bandhaft (= Syndesmose): BandhaftSyndesmosenDazu gehört u. a. die distale Verbindung der beiden Unterschenkelknochen. Die Verletzung dieser Hafte, z.B. im Rahmen einer Knöchelfraktur, ist dermaßen häufig, dass man hierbei meist auf die nähere Zuordnung („tibiofibulare Syndesmose“) verzichtet und schlicht von der Syndesmose spricht. Weitere Bandhaften findet man als Membrana interossea zwischen den beiden Unterschenkel- und Unterarmknochen. Trotz aller Definitionen handelt es sich allerdings v.a. beim Unterarm nicht um eine stabile gegenseitige Fixierung der beiden Knochen, sondern lediglich um eine recht lockere Überbrückung, die mehr einer gewissen Schienung entspricht.

  • Knorpelhaft (= Synchondrose): KnorpelhaftSynchondrosenBeispiele sind die Schambeinfuge (Symphyse) und die Verbindung der Wirbelkörper über die Zwischenwirbelscheiben.

  • Knochenhaft (= Synostose): KnochenhaftSynostosenSie entsteht vereinzelt bei knöcherner Durchbauung der Kontaktstelle, z. B. an Brust- und Kreuzbein. Die Verbindungen der Knochen der Schädelkalotte (Suturen = Nähte) sind in den ersten Lebensjahrzehnten aus Bindegewebe aufgebaut, das ab dem mittleren Lebensabschnitt verknöchert: Die Bandhaften der ersten Lebenshälfte werden zu Knochenhaften.

Bindegewebe oder Knorpel im Zwischenraum von kontaktierenden Knochen müssen teilweise gewaltigen Belastungen und Scherkräften widerstehen. Das Bindegewebe der Bandhaften besteht deshalb grundsätzlich aus einem außerordentlich derben, kollagenfaserreichen Bindegewebe und der Knorpel der Knorpelhaften aus Faserknorpel.
Amphiarthrosen und funktionelle Haften
Vereinzelt gibt es echte Gelenke (Diarthrosen), die aufgrund einwirkender Extrembelastungen einen derart umfangreichen Bandapparat entwickelt haben, dass eine nur noch minimale Restbeweglichkeit übrig bleibt, die an Amphiarthrosendiejenige der Synarthrosen erinnert. Man spricht in solchen Fällen, der resultierenden Funktion dieser echten Gelenke entsprechend, von funktionellen Bandhaften.Bandhaftfunktionelle
Ein besonders wichtiges Beispiel für eine funktionelle Bandhaft stellt das IliosakralgelenkIliosakralgelenk dar – ein großes Gelenk zwischen Ilium (Darmbein) und dem Sakrum (Kreuzbein) der Wirbelsäule, über welches das gesamte Gewicht des Rumpfes auf Beckengürtel und Beine übertragen wird. Es benötigt aus diesem Grund eine extreme Stabilität und lässt wegen seines umfangreichen Bandapparats und trotz definierter Gelenkflächen und vorgegebener Bewegungsachse lediglich federnde, „wackelnde“ Bewegungen zu. Es wird deshalb auch als Wackelgelenk bezeichnet. Damit stellt dieses Gelenk gleichzeitig eine Amphiarthrose dar (amphi = „sowohl als auch“), weil es weder eindeutig zu den Syn- noch zu den Diarthrosen gehört. Weitere Amphiarthrosen bzw. funktionelle WackelgelenkBandhaften finden sich v. a. an Bein und Fußgewölbe.
Sternokostalgelenke
Am vorderen EndeSternokostalgelenke der Rippen (Costae) besteht die Besonderheit, dass deren knorpeliges Endstück mit dem knöchernen Brustbein (Sternum) Gelenke ausbildet. Dabei handelt es sich, abgesehen von der 1. Rippe (=Synchondrose), um bewegliche Diarthrosen mit Gelenkspalt und Kapsel. Die Gelenkköpfe aus hyalinem Knorpel artikulieren bei den Rippen 2–7 also mit den knöchernen, wie üblich knorpelüberzogenen Pfannen des Brustbeins.

Hilfseinrichtungen von Gelenken

Aus unterschiedlichen Gründen gibt es in einzelnen Gelenken (Diarthrosen) zusätzliche Einrichtungen, die dann als Besonderheit auch zusätzlich erwähnt und beschrieben GelenkeHilfseinrichtungenwerden müssen. Dazu gehören v. a. knorpelige Scheiben, die zwischen die kontaktierenden Gelenkflächen eingeschoben sind, sowie knorpelige Anbauten an der äußeren Begrenzung einzelner Gelenkflächen.
Disci und Menisci
Am Kiefergelenk, proximalen Handgelenk und Sternoklavikulargelenk finden sich Scheiben aus Faserknorpel (Disci articulares), welche die eigentlichen Gelenkflächen Discus articularisvollständig voneinander trennen. Sie sind widerstandsfähiger Meniscusals der Überzug der Gelenkflächen aus hyalinem Knorpel, den es auch in diesen Gelenken gibt, und erweitern gleichzeitig den Bewegungsumfang dieser Gelenke. Besonders deutlich wird dies am Kiefergelenk, bei dem der Gelenkkopf auf seinem Discus articularis entlanggleiten und die eigentliche Gelenkpfanne in geringem Umfang verlassen kann.
Die Menisci der Kniegelenke stellen halbmondförmige Scheiben aus Faserknorpel dar, die neben der Abpufferung von Stoßbelastungen auch die Inkongruenzen (Unregelmäßigkeiten) der beiden Gelenkflächen zueinander ausgleichen. Diese Erklärung entspricht jedenfalls der üblichen Lehrmeinung.
Gelenklippen
AnGelenklippen Hüft- und Schultergelenk finden sich Gelenklippen (Labrum), die ebenfalls aus Faserknorpel bestehen. Sie sind dem Rand der Gelenkpfannen angelagert und dienen dazu, die Kontaktfläche zu den Gelenkköpfen zu vergrößern.
Schleimbeutel
In der besonders beanspruchten Umgebung mancher Gelenke (v. a. an Knie, Ellbogen und Schulter) sind Schleimbeutel (Bursae) Bursaeingeschoben. Sie liegen zwischen dem Gelenk und den Schleimbeutelumgebenden Strukturen, um mechanische Belastungen (z. B. einen Sehnenzug oder einen Druck aus der Umgebung) abzufangen. Schleimbeutel sind flüssigkeitsgefüllte, spaltförmige Hohlräume („Beutel“), deren Wandung derjenigen der Gelenkkapsel entspricht und eine schleimartige Synovialflüssigkeit produziert. Sie kommunizieren manchmal mit der Gelenkhöhle benachbarter Gelenke, sodass (nur) in diesen Fällen auch Gelenkerkrankungen auf sie weitergeleitet werden können.

Stabilisierung echter Gelenke

Den Zusammenhalt der Gelenke gewährleisten verschiedene Strukturen einschließlich der bindegewebigen Gelenkkapseln mit ihrer derben Membrana fibrosa sowie der umgebenden Muskulatur mit ihren das Gelenk GelenkeStabilisierungüberspannenden Sehnen. Den stärksten Zusammenhalt bieten allerdings die stets vorhandenen Bänder (Ligamente) – am Kniegelenk z. B. Außen- und Innenband Sehnensowie zusätzliche Binnenbänder, die beiden Kreuzbänder (Kap. 1.4.8).
Im Bereich von Gelenken, auf die besondere BänderBelastungen einwirken wie u. a. am Fußgewölbe oder an den LigamenteIliosakralgelenken, die die gesamte Last des Rumpfes auf den Beckengürtel übertragen und dabei auch noch Scherwirkungen unterworfen sind, ist der Bandapparat derart umfangreich entwickelt, dass kaum noch Gelenkbewegungen übrig bleiben. Die Diarthrosen werden funktionell zu Synarthrosen (Amphiarthrosen, s. oben).

Gelenkachsen

GelenkachsenDie echten Gelenke (Diarthrosen) sind entsprechend ihrer physiologischen Erfordernisse mit unterschiedlichenGelenkeFreiheitsgradeGelenkeHaupt-/Bewegungsachsen Freiheitsgraden (Haupt- oder Bewegungsachsen) ausgestattet (Abb. 1.6).
Einachsige Gelenke
Die einachsigen Gelenke Gelenkeeinachsigeerlauben lediglich eine Beweglichkeit in Freiheitsgrad, Gelenkeeiner einzigen Richtung – also z. B. nach vorne oder hinten und wieder zurück bzw. als Drehbewegung nach links und rechts. Einachsige Gelenke sind in der Regel Walzengelenke, Walzengelenkzu denen sowohl Scharniergelenkdie Scharniergelenke (z. B. Ellbogen- und Kniegelenk) gehören als auch die Dreh- bzw. Radgelenke,DrehgelenkRadgelenk welche die beiden Unterarmknochen oder auch Atlas und Axis (über den Dens axis) miteinander verbinden und gegenseitige Rotationen erlauben.
Eine Sonderform eines Walzengelenks entsteht am Knie, wo sich gleich zwei Gelenkköpfe (Kondylen)Kondylen des Oberschenkelknochens in den zugehörigen Kondylen des Schienbeins bewegen. Man bezeichnet das Kniegelenk deswegen auch als KondylengelenkKondylengelenk. Hierbei gilt es zu beachten, dass ein kugelförmiger Gelenkkopf als Caput bezeichnet wird und aufgrund seiner gleichmäßigen Rundung Bestandteil von 3-achsigen Gelenken ist bzw. zumindest prinzipiell Bewegungen in 3 Richtungen erlaubt. Dagegen ist ein Kondylus (Gelenkknorren) ein ungleichmäßig, z. B. eher walzenförmig geformter Gelenkkopf, der deshalb lediglich Bewegungen in eine einzige Richtung erlaubt.
Zweiachsige Gelenke
Die zweiachsigen GelenkeGelenkezweiachsige ermöglichen entsprechend ihrer Bezeichnung Bewegungen in zwei unterschiedliche Richtungen. Hierher gehört das Sattelgelenk, Sattelgelenkdas die Handwurzel über ihr großes Vieleckbein mit dem Mittelhandknochen des Daumens verbindet (Daumensattel- bzw. Daumenwurzelgelenk), sowie das Eigelenk (= Ellipsoidgelenk) EigelenkEllipsoidgelenkdes proximalen Handgelenks, das ebenfalls Bewegungen in zwei Freiheitsgraden zulässt, die senkrecht aufeinander stehen (Bewegung der Hand einerseits in Richtung Streckseite bzw. Beugeseite des Unterarms, und andererseits als Kippbewegung zur Seite von Daumen bzw. Kleinfinger). Auch das oberste Gelenk der Wirbelsäule, die gelenkige Verbindung zwischen dem Hinterhauptbein (Os occipitale) des Schädels und dem 1. Halswirbel (Atlas), ist ein Eigelenk.
Dreiachsige Gelenke
Dreiachsige GelenkeGelenkedreiachsige sind meist Kugelgelenke; sie erlauben maximale Beweglichkeit. Man findet sie im Schulter- und Hüftgelenk sowie den Fingergrundgelenken (D2–D5). Die drei Achsen sind im Schultergelenk die Bewegung des Armes nach vorne und hinten (Anteversion Kugelgelenkund Retroversion), die Bewegung zur Seite und wieder zurück (Ab- und Adduktion) sowie als 3. Achse die Rotation des Armes nach innen und außen (Abb. 1.7). Das Hüftgelenk ist ein Kugelgelenk, hat aber wegen der besonders umfassenden Überdachung des Gelenkkopfs durch die Gelenkpfanne (mehr als 50 %; Kap. 1.4.8) auch noch die Sonderbezeichnung NussgelenkNussgelenk oder Napfgelenk.Napfgelenk
Weitere dreiachsige Gelenke sindGleitgelenke die ebenen bzw. planen Gelenke (= Gleitgelenke) – z. B. die Intervertebralgelenke der HalswirbelsäuleGelenkeplane.Gelenkeebene

Zusammenfassung

Gelenke

Echte Gelenke (Diarthrosen)

  • bestehen aus Gelenkkopf und Gelenkpfanne (beide mit Knorpelüberzug), Gelenkspalt mit Synovia, Gelenkkapsel (aus Membrana fibrosa und Membrana synovialis aufgebaut)

  • einachsige Gelenke: eine Bewegungsrichtung; meist Walzengelenk (Scharnier- oder Radgelenk)

  • zweiachsige Gelenke: zwei Bewegungsrichtungen; Sattel- und Eigelenk

  • dreiachsige Gelenke: drei Bewegungsrichtungen; meist Kugelgelenk

Unechte Gelenke (Synarthrosen)

Geringe Beweglichkeit, besitzen keinen Gelenkspalt und keine Kapsel
  • Bandhaft (Syndesmose): bindegewebige Verbindung

  • Knorpelhaft (Synchondrose): knorpelige Verbindung

  • Knochenhaft (Synostose): knöcherne Verwachsung

Hilfseinrichtungen

  • Disci und Menisci: Scheiben aus Faserknorpel

  • Gelenklippen (Labrum): bestehend aus Faserknorpel, am Rand von Hüft- und Schultergelenkspfanne

  • Schleimbeutel (Bursa): flüssigkeitsgefülltes Polster in der Umgebung von Gelenken zum Abfangen mechanischer Belastungen

Gelenkstabilisierung

  • Bandstrukturen zwischen den artikulierenden Knochen (wichtigste Befestigung)

  • Sehnen von Muskeln, die auf das Gelenk einwirken

  • Membrana fibrosa der Gelenkkapsel

Knorpelgewebe

Aufbau

Bei der Geburt bestehen mit Ausnahme von Schädelknochen und Schlüsselbeinen noch sämtliche Skelettanteile überwiegend oder ausschließlich Knorpelaus Knorpel (Cartilago bzw. Chondros). Erst im Verlauf der folgenden Lebensjahre entstehen daraus die späteren Knochen mit ihrer großen Festigkeit.

Exkurs

Bei der Knorpelbildung sezernieren die häufig in kleinen Gruppen beieinander liegenden Knorpelzellen (Chondrozyten – in besonders aktiver FormChondrozyten als ChondroblastenChondroblasten bezeichnet) zunächst Kollagen, KnorpelKnorpelKollagenKollagen und Grundsubstanz in ihre Umgebung. Die Grundsubstanz besteht aus einer großen Anzahl von Zuckerstrukturen (Glykosaminoglykanen = GAGs), Glykosaminoglykane (GAGs)GAGs (Glykosaminoglykane)die an fädige Proteinstrukturen gebunden sind. Die entstehenden Moleküle werden als Proteoglykane Proteoglykanebezeichnet (Abb. 1.8). Die wesentlichen GAGs des Knorpels sind ChondroitinsulfatChondroitinsulfat, Keratansulfat sowie Hyaluronsäure, ProteoglykaneKeratansulfatdie ohne Proteinbindung Hyaluronsäureisoliert in der Matrix liegt. Diese fadenartige Hyaluronsäure wird häufig zur Anlagerung von Proteoglykanen genutzt.

Die Zuckereinheiten der GAGs basieren auf Glukose- und Galaktosemolekülen, die durch Oxidation zu Uronsäuren und Anlagerung von Sulfatgruppen saure Eigenschaften besitzen. Wichtiger ist, dass sie dadurch zusätzliche Ladungen erhalten. Knorpelzellen stellen Fibrozyten mit vergleichbaren Eigenschaften und Aufgaben dar, die sich lediglich in der Produktion einzelner Proteine und GAGs von den Fibrozyten des normalen Bindegewebes oder auch den Osteozyten des Knochens unterscheiden, wodurch auch die umgebende Matrix eine mehr oder weniger abweichende Struktur erhält.

Wesentlich im Hinblick auf die Eigenschaften des Knorpels ist die Vernetzung der Proteoglykane mit dem Maschenwerk der Kollagenfibrillen zu riesigen Molekülverbänden mit Durchmessern von bis zu > 3 mm sowie eine besonders umfangreiche Wassereinlagerung, KnorpelWassereinlagerungdie durch die Zuckerstrukturen ermöglicht wird. 1 g Glukose bindet aufgrund ihrer Dipolkräfte 10 g Wasser. Bei den GAGs ist das Wasserbindungsvermögen durch deren zusätzliche Ladungen nochmals erheblich gesteigert. Gleichzeitig ermögli-chen die zahlreichen negativen Ladungen Bindung und Austausch von Ionen wie Mg2+ oder Ca2+. Damit stabilisieren sie auch die Isotonie der Grundsubstanz. Schließlich kann das H+ der aus dem überwiegend anaeroben Stoffwechsel der Chondrozyten entstehenden Säuren (Milchsäure) daran gebunden und damit abgepuffert werden. Genauer besprochen werden die Eigenschaften der Grundsubstanz im Fach Histologie.

Wenn mit zunehmendem Lebensalter die Menge an Proteoglykanen durch unzureichende Neubildung abnimmt, verringern sich damit der Wassergehalt und die Widerstandsfähigkeit des Knorpels. Die Kollagenfibrillen an der Oberfläche des Gelenkknorpels liegen dadurch teilweise frei und fasern auf, woraus Rauigkeit und verstärkter Abrieb und damit arthrotische Degenerationen resultieren.

Perichondrium

Gesteuert werden PerichondriumKnorpelbildung und -wachstum durch eine bindegewebige, aus 2 Schichten bestehende Umhüllung (Perichondrium), deren innere weiche Schicht reichlich Blutgefäße und Nervenendigungen enthält, die dem eigentlichen Knorpel fehlen. Die Ernährung des wachsenden sowie (teilweise) des fertigen Knorpels erfolgt aus diesem Perichondrium durch Diffusion. Faserknorpel enthält kein Perichondrium; die Versorgung erfolgt hier lediglich durch Diffusion aus den umliegenden Geweben.

Knorpelvarianten

In Abhängigkeit von der jeweils zu erfüllenden Aufgabe werden drei unterschiedliche Arten von Knorpel gebildet: hyaliner, elastischer und Faserknorpel.
Hyaliner Knorpel
Hyaliner KnorpelhyalinerKnorpel ist durch seinen hohen Gehalt an miteinander verschlungenen kollagenen Fasern (vom sog. Typ II) sehr stabil (Druckfestigkeit: 150 kg/cm2), bleibt gleichzeitig aber auch wegenhyaliner Knorpel seines reichlichen Wassergehalts bei höheren Belastungen noch teilweise nachgiebig (Abb. 1.9). Die Nachgiebigkeit entsteht dadurch, dass ein anhaltender Druck zu einer Wasserverschiebung führt. Lässt der Druck nach, kann das Wasser zurückströmen, der Knorpel nimmt seine ursprüngliche Form wieder an. Kurzfristige Drücke bewirken keine Verformung, weil das Wasser nicht so schnell abfließen kann. Der Knorpel bleibt stabil, sofern der Druck in pathologischen Fällen nicht zu groß wird und zu Einrissen führt.
Der Knorpel der Gelenke, der Rippen, der Nase, des Kehlkopfs, der Luftröhre, der großen Bronchien sowie des Neugeborenenskeletts besteht überwiegend aus hyalinem Knorpel. Dieser kann bis ins Erwachsenenalter hinein regenerieren, solange das ernährende und steuernde Perichondrium intakt bleibt. Das Skelett des Neugeborenen wird in Kindheit und Jugend allmählich in Knochen umgewandelt. Die Handwurzel und wenige weitere Skelettanteile sind erst zum Zeitpunkt der Pubertät vollständig verknöchert.
Die Knorpelüberzüge der Gelenkflächen besitzen beim Erwachsenen kein Perichondrium mehr. Sie werden allein von der Synovialflüssigkeit durch Diffusion ernährt. Die Dicke dieser Schichten liegt bei kleinen Gelenken etwa bei 1 mm, bei großen Gelenken beträgt sie bis zu 3 mm. Aufgrund der langsamen und nicht immer ausreichenden Diffusion kann der Gelenkknorpel beim Erwachsenen nach einer umfangreicheren Schädigung nicht regenerieren, zumindest nicht vollständig. Außerdem ist die Steuerungsmöglichkeit der enthaltenen Chondrozyten gegenüber den Zellen eines vorhandenen Perichondriums doch sehr begrenzt. Daraus geht auch hervor, dass die ursprüngliche Struktur von Gelenkknorpelüberzügen zumindest bei stark belasteten Gelenken nicht auf Dauer erhalten bleiben kann. Es kommt zum Substanzverlust („Altersgelenk“) und bei zusätzlichen Einwirkungen zur Arthrose. Immerhin werden kleinere Defekte teilweise durch Faserknorpel aufgefüllt.
Elastischer Knorpel
Elastischer Knorpel enthält reichliche Mengen an elastischen Fasernetzen und dafür geringere Mengen an stabilisierendem Kollagen (Abb. 1.10). Er ist also elastischer undelastischer Knorpel gleichzeitig auch weicher als hyaliner KnorpelelastischerKnorpel. Elastischer Knorpel baut die Ohrmuschel und Teile des äußeren Gehörgangs auf, die Ohrtrompete, die Wand der kleinen Bronchien sowie Teile des Kehlkopfs (Kehldeckel = Epiglottis).
Faserknorpel
FaserknorpelFaserknorpel besitzt den höchsten Kollagengehalt und den geringsten Anteil an Zellen und wasserhaltiger Grundsubstanz (Abb. 1.11). Damit erreicht er die weitaus größte Festigkeit, aber auch die geringste Elastizität und Nachgiebigkeit.
Faserknorpel findet sich im Anulus fibrosus der Zwischenwirbelscheiben (Disci intervertebrales), in der Schambeinfuge (Symphyse), in den Menisci des Kniegelenks bzw. Disci articulares weiterer Gelenke sowie den Gelenklippen – also in allen knorpeligen Strukturen, die extremen Belastungen ausgesetzt sind. Faserknorpel vermag wegen seiner Zellarmut und des fehlenden Perichondriums, entsprechend dem Gelenkknorpel des Erwachsenen, nach Schädigungen nicht vollständig zu regenerieren.

Zusammenfassung

Knorpelgewebe

Aufbau

  • Knorpelzellen (Chondrozyten, Chondroblasten): sezernieren Kollagen, elastische Fasern und Grundsubstanz (bestehend aus GAGs + Proteinen = Proteoglykane)

    • GAGs: Chondroitinsulfat, Keratansulfat, Hyaluronsäure

    • Proteoglykane sind mit Kollagen vernetzt, binden Wasser und Ionen (Mg2+, Ca2+).

  • Perichondrium (Knorpelhaut):

    • umhüllt, steuert und ernährt den Knorpel

    • fehlt beim Faserknorpel, der deswegen nur unzureichend regenerieren kann

Arten und Vorkommen

  • hyaliner Knorpel: z. B. Gelenkknorpel, Knorpel der Atemwege; Skelett des Neugeborenen vor der Verknöcherung

  • elastischer Knorpel: z. B. Ohrmuschel und Kehldeckel

  • Faserknorpel: Zwischenwirbelscheiben, Schambeinfuge, Menisci und Disci articulares

Knochengewebe

Der Körper des Menschen BewegungsapparatKnochenwie auch jedes sonstige Gewebe einschließlich desjenigen von Pflanzen und Pilzen besteht überwiegend aus organischem, also lebendem Gewebe. Das Grundgerüst von Zellen und Grundsubstanz enthält Knochensowohl beim Eiweiß mit seinen Aminosäuren als auch bei den Fetten und den Zuckermolekülen im Wesentlichen Kohlenstoff- und Wasserstoff-Atome mit sporadisch darum herum gruppierten weiteren Elementen – hauptsächlich Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel. Die gebildeten Moleküle sind andauernden Umbauvorgängen unterworfen, die sehr gezielt vom jeweiligen Organismus gesteuert werden. Diese Steuerung erfolgt über Nerven, Hormone und sonstige Botenstoffe wie z. B. Zytokine, aus den Chromosomen durch zahlreiche Enzyme, die als Bio-Katalysatoren fungieren, sowie eine Reihe weiterer Mechanismen.
Im Gegensatz zur belebten steht der Begriff der unbelebten, also anorganischen Natur, die gewissermaßen aus der Chemie des gesamten Periodensystems der Elemente besteht. Sie kann zwar chemisch miteinander reagieren, unterliegt hierbei aber anderen Gesetzmäßigkeiten wie beispielsweise der Zufuhr einer bestimmten Wärmemenge, um eine Reaktion ablaufen zu lassen. Ein steuernder Eingriff wie beim lebenden Organismus ist weder möglich noch erforderlich, wenn man einmal vom Labor des Chemikers absieht. Es werden zumeist auch keine größeren Moleküle und schon gar nicht die komplexen Riesenmoleküle organischer Strukturen gebildet.

Merke

Im Wort Organismus bzw. organisch ist nach allgemeinem Verständnis der Begriff des Lebendigen bereits symbolisiert.

Zusammensetzung des Knochens

Der KnochenKnochenZusammensetzung besteht zu ca. 10 % (bis maximal 20 %) aus Wasser, zu 25 % aus organischer Substanz (Zellen, Blutgefäße, Nerven, Grundsubstanz und ein dichtes Gerüst aus Kollagen), und bis zu 65 % aus anorganischer Substanz, wobei hiervon Calcium und Phosphat die Hauptmasse ausmachen. Calcium und Phosphat verbinden sich zu größeren, wasserunlöslichen und sehr harten Molekülen, die man als Apatit bzw. Hydroxylapatit bezeichnet. Daneben kommen in größerer Menge noch Calciumcarbonat und Magnesiumsalze sowie in geringeren Anteilen zahlreiche weitere Mineralien und Spurenelemente vor.
Hinsichtlich Calcium, Phosphat und Magnesium stellt der Knochen das mit Abstand größte Speicherorgan des menschlichen Körpers dar. Zum Beispiel befinden sich 98 % des Körpercalciums (1,2 kg) im CalciumKnochenKnochen. Anders ausgedrückt: Rund die Hälfte der gesamten Phosphat, KnochenKnochenmasse von etwa 7 kg eines Erwachsenen wird alleine MagnesiumKnochendurch Calciumphosphat repräsentiert, bis zu 15 % überwiegend von weiteren Calciumphosphat, KnochenCalcium- sowie Magnesiumsalzen und lediglich das verbleibende Drittel schließlich durch organische (lebende) Strukturen einschließlich daran gebundenem Wasser.

Merke

Jeder Knochen enthält einen kleineren organischen („lebendigen“) und einen größeren anorganischen („toten“) Anteil.

Makroskopischer Aufbau

Nach ihrer makroskopischen FormKnochenmakroskopischer Aufbau lassen sich grundsätzlich 3 Arten von Knochen unterscheiden:
  • die längeren oder kürzeren Röhrenknochen an Armen und Händen, Beinen und Füßen

  • die kurzen Knochen der Hand- und Fußwurzel sowie der einzelnen Wirbel der Wirbelsäule

  • die flachen bzw. platten Knochen des Schädels, der Rippen, des Brust- und Hüftbeins und des Schulterblattes

Der Aufbau der kurzen und der platten Knochen ist ungeachtet der divergierenden äußeren Form weitgehend identisch, unterscheidet sich aber von demjenigen der Röhrenknochen.
Röhrenknochen
Sie bestehenRöhrenknochen aus einem röhrenförmigen Mittelstück, der Diaphyse (= Schaft), und den beiden verdickten Endstücken,Epiphyse den Epiphysen. Die knorpelüberzogenen Epiphysen sind mit den angrenzenden Knochen gelenkig verbunden. Den breiten Übergangsbereich zwischen Diaphyseden beiden Enden der Diaphyse und den sich anschließenden SchaftEpiphysen nennt man Metaphyse, Metaphysedie schmale KnochenWachstumsfugeZone innerhalb dieses Bereichs, in der während des Wachstumsalters die wesentliche Zellvermehrung stattfindet, Wachstumsfuge, KnochenWachstumsfuge bzw. EpiphysenfugeEpiphysenfuge (Abb. 1.12).

Achtung

Die Epiphyse der Röhrenknochen sollte nicht mit der Hormondrüse Epiphyse (= Zirbeldrüse) des Gehirns, und diese nicht mit der Hypophyse (= Hirnanhangsdrüse) verwechselt werden.

Substantia corticalis
Die Diaphyse bestehtSubstantia corticalis im Wesentlichen aus einem knöchernen Mantel aus eng aufeinander geschichtetenKnochenlamellen Knochenlamellen, derKortikalis sog. Kortikalis (Substantia corticalis) bzw. (synonym) Kompakta, Kompaktadie einen großen Hohlraum, die Markhöhle,KnochenMarkhöhleMarkhöhle, Knochen umschließt (Abb. 1.12). Die Markhöhle enthält Knochenmark und ist nur gering knöchern durchbaut. In den langen Röhrenknochen erreicht die Kompakta eine Dicke von mehreren Millimetern.
Spongiosa
Auch die EpiphysenSpongiosa besitzen als äußere Umhüllung eine Kortikalis. In ihrem Inneren sind sie jedoch nicht hohl, sondern mit einem Geflecht feiner Knochenbälkchen und -lamellen gefüllt (Abb. 1.12), die nun allerdings ihrerseits eine Unmenge kleiner Hohlräume umschließen, wodurch die Struktur eines Schwammes entsteht. Die Knochenstruktur im Inneren der Epiphysen heißt deshalb Spongiosa (Spongia = Schwamm).
Die Knochenbälkchen der Spongiosa sind nicht wahllos angeordnet. Vielmehr entsteht hier allein aufgrund der auftretenden körperlichen Belastung eine exakt ausgerichtete Struktur, die dem Knochen maximale Stabilität garantiert. Bei veränderter Beanspruchung oder Fehlstellungen nach Knochenbrüchen wird mittels Umbauvorgängen eine Anordnung der Bälkchen erreicht, die nun wiederum optimal am veränderten Bedarf ausgerichtet ist.

Merke

Die zahlreichen Hohlräume der Spongiosa tragen wie die großen Markhöhlen der Diaphysen ganz wesentlich zur Gewichtseinsparung des Körpers bei. Die Festigkeit und Widerstandsfähigkeit des Knochens v. a. in axialer Richtung bleibt dabei ungeachtet dieser Leichtbauweise unverändert erhalten. Gleichzeitig wird durch diese Konstruktion dem weichen, beinahe flüssigen Knochenmark ein perfekt geschützter Raum zur Verfügung gestellt.

Kurze und platte Knochen
Sie unterscheiden KnochenplatteKnochenkurzesich lediglich in ihrer äußeren Form und entsprechen in ihrer Struktur den Epiphysen der Röhrenknochen: Unter einer mehr oder weniger dicken Kortikalis befindet sich ein mit Spongiosa gefüllter Raum. Weitgehend frei von Knochenstruktur sind also lediglich die Diaphysen der Röhrenknochen. Alle anderen Knochen bzw. Knochenanteile enthalten unter ihrer Außenschale, der Substantia corticalis, Spongiosa.

Knochenmark

ImKnochenmark Schwammwerk der Spongiosa aller 3 Knochenarten sowie im Hohlraum der Diaphysen der Röhrenknochen befindet sich das blutbildende Knochenmark. Dort werden aus undifferenzierten Stammzellen Erythrozyten, Leukozyten und Thrombozyten hergestellt und ins Blut abgegeben. In einem Teil der Knochen geschieht dies lebenslang.
In den Diaphysen der Röhrenknochen dagegen vollzieht sich wegen der Überkapazitäten bereits ab dem frühen Erwachsenenalter eine allmähliche Umwandlung des Knochenmarks in Fettgewebe. Aus dem roten KnochenmarkKnochenmarkgelbes/rotesKnochenmarkgelbes/rotes entsteht gelbes Fettgewebe.

Hinweis Prüfung

Wegen dieser Fetteinlagerung hat der Knochen bis zur Prüfung als Fettspeicher zu gelten, doch entspringt dies eher einem Missverständnis, weil das eingelagerte Fett gar nicht mobilisierbar ist. Es stellt sozusagen einen Platzhalter dar, weil leer bleibende Hohlräume evolutionär nicht vorgesehen waren. Das Fett kann allerdings, bei größerem Bedarf des Körpers an blutbildenden Zellen, jederzeit in reguläres rotes Knochenmark zurückverwandelt werden.

Feinbau des Knochens

Knochengewebe gehört zu KnochenFeinbauden Bindegeweben des Körpers, spezialisiert im Hinblick auf seine besondere Funktion. Während Bindegewebe lediglich eine Fettgewebe, gelbeseinzige Zellsorte zu seinem Aufbau und Erhalt benötigt, die Fibrozyten bzw. Fibroblasten, ist beim Knochen eine weitere Zellart erforderlich, die im Rahmen der beständig stattfindenden Umbauvorgänge für den Abbau der organischen Matrix samt Auflösung der anorganischen Apatitkristalle sorgt. Den Fibrozyten (Fibroblasten) des üblichen Bindegewebes entsprechen dieOsteoblastenOsteozyten Osteozyten (Osteoblasten) des Knochengewebes. Die zweite Zellart stellen die OsteoklastenOsteoklasten dar (Abb. 1.13).
Auch bei der Knochenmatrix (Osteoid) KnochenmatrixOsteoidhandelt es sich um Bindegewebe, das allerdings seiner besonderen Funktion entsprechend einige OsteoklastenBesonderheiten aufweist. Der Kollagenanteil ist mit 90 % weit höher als üblich, sodass bereits ohne Kalzifizierung eine hohe Grund-, v. a. Zugfestigkeit entsteht, die beinahe demjenigen von Sehnengewebe entspricht. Der Anordnung der zopfartig geflochtenen Kollagenfibrillen vom sog. Typ I ist die Anlagerung der Apatitkristalle angepasst. Mit der Umlagerung des Kollagens in Abhängigkeit von abweichenden Belastungen verändert sich damit auch die Anordnung der Kristalle. So ist z. B. im Rahmen der Knochenbildung das Kollagengerüst zunächst geflechtartig, also ungeordnet auf die Matrix verteilt, um sich anschließend analog zur Hauptachse auftretender Belastungen neu auszurichten und dabei eine lamellenartige Schichtung einzunehmen.
Weitere Proteine der Grundsubstanz wie z. B. Osteocalcin Osteocalcinbesitzen eine besonders große Affinität zu Calcium und sind von Bedeutung für die Kalzifizierung, also die Anlagerung der Calciumphosphatkristalle (Apatit) ans Kollagengerüst, weil sie eine lokale Konzentrierung von Calcium bewirken, ohne die das abschließende Kristallisieren der Apatitkristalle nicht möglich wäre. Die Einlagerung der Apatitkristalle steigert die Zugfestigkeit der Kollagenfibrillen des Osteoids weiter und sorgt zusätzlich für die extrem hohe Druck- und Scherstabilität des Knochens.
Osteoblasten
Osteozyten OsteozytenOsteoblastenentsprechen grundsätzlich den Fibrozyten. Analog zu deren besonders aktiven Fibroblasten werden sie in ihrer aktiven Form sprachlich zu Osteoblasten, wobei auch hier die Übergänge fließend und variabel sind, denn es gibt weder „untätige“ Fibrozyten noch „untätige“ Osteozyten (Abb. 1.13). Allerdings befinden sich die Osteoblasten überwiegend an den äußeren und inneren Oberflächen des Knochens, integriert in die Kambiumschicht von Periost bzw. Endost. Indem das von ihnen aufgebaute Osteoid zunehmend verkalkt, mauert sich ein kleiner Anteil der Osteoblasten gewissermaßen selbst ein, wodurch der Großteil ihrer Aktivität nicht mehr benötigt wird und sie damit sprachlich zu Osteozyten werden. Zusätzlich wird der größere Teil dieser Zellen beim Aufbau der Osteone (s. unten) gewissermaßen überflüssig und geht zugrunde (Apoptose).
Osteoblasten bauen das Knochengewebe auf. Da dies einen ununterbrochenen Vorgang darstellt, der sehr fein auf die jeweils aktuellen Bedürfnisse des Organismus abgestimmt ist, besitzen sie eine Vielzahl von Rezeptoren für unterschiedlichste Moleküle. Im Vordergrund stehen hierbei Hormone und Botenstoffe wie Zytokine oder Prostaglandine.

Pathologie

Bei der Osteogenesis imperfecta (sog. Glasknochenkrankheit) Osteogenesis imperfectaGlasknochenkrankheithandelt es sich um einen (angeborenen) Enzymdefekt der Osteoblasten, OsteoblastenEnzymdefekteder in mehreren Varianten die Proteine des Kollagen Typ I betrifft. Einzelne Formen führen bereits in der frühen Kindheit zum Tod, bei weiteren Formen kommt es „lediglich“ zu Minderwuchs, Deformierungen, gehäuften Frakturen und Innenohrschwerhörigkeit. Zur symptomatischen Therapie gibt man Bisphosphonate und Vitamin-D-Abkömmlinge, bei den schwereren Ausprägungen evtl. auch Calcitonin (Kap. 4.11).

Sämtliche Matrixproteine und Proteoglykane werden von Osteoblasten produziert und nach außen abgegeben. Zusätzlich müssen sie sich aktiv darum bemühen, dass die organische Matrix des Osteoids anschließend auch verkalkt. Für die Ausfällung von Calciumphosphat ist eine besonders hohe lokale Konzentration der beteiligten Ionen erforderlich. Dieselbe wird zum einen durch das Protein bzw. Polypeptid OsteocalcinOsteocalcin bewirkt, das an seine negativen Ladungen erhebliche Mengen an Calcium anlagern kann. Zum anderen besitzen Osteoblasten eine Reihe membranumgebener Vesikel, die ein Enzym enthalten, das aus großen Molekülen Phosphat abzuspalten und damit zusätzlich zu Calciumionen in den Vesikeln anzureichern vermag. Enzyme, die Phosphat abspalten, nennt man Phosphatasen. Die Phosphatase der OsteoblastenOsteoblastenPhosphatasenPhosphatasen, Osteoblasten besitzt ein Wirkoptimum im alkalischen Bereich, weshalb sie als alkalische Phosphatase (AP) bezeichnet wird. Die Vesikel werden aus den Zellen abgegeben und können nun mit den bereits im Osteoid angereicherten Calciumionen erste Kristalle bilden. Dieselben lagern in der Folge weitere Apatitkristalle an, bis schließlich das gesamte Osteoid verkalkt alkalische Phosphataseist. Neben Osteocalcin sind für diesen Vorgang weitere knochenspezifische Proteine der Grundsubstanz wie z. B. Osteonektin oder Osteopontin von Bedeutung. Derlei Feinheiten sollen dem Verständnis dienen, sind aber wie üblich nicht prüfungsrelevant.

Exkurs

Osteocalcin

OsteocalcinOsteocalcin besitzt die Eigenschaften eines Peptidhormons und gilt als guter Marker für einen geordneten Knochenaufbau. Das Polypeptid besteht aus 49 Aminosäuren, darunter etliche Glutaminsäuren.Glutaminsäuren, Osteocalcin Diese Glutaminsäurereste erhalten im Osteocalcin zusätzlich zu der ohnehin vorhandenen Säuregruppe ihrer Seitenkette (Glutamin-Säure) einen zusätzlichen Carboxyl-Rest angebunden, also eine zweite Säure- bzw. COO-Gruppe, wodurch erst die zahlreichen negativen Ladungen entstehen, die das Peptid für die Anbindung großer Mengen positiv geladener Calciumionen (Ca2+) benötigt. Für die Synthese von OsteocalcinOsteocalcinD-HormonD-HormonOsteocalcin und damit auch für die grundsätzliche Knochenstruktur wird D-Hormon benötigt (zusätzlich zu dessen Wirkung auf die Calciumresorption aus dem Dünndarm!). Dagegen wird das Polypeptid erst durch Vitamin K inVitamin K seine endgültig wirksame Form überführt, weil Vitamin K ganz allgemein den essenziellen Co-Faktor für Carboxylierungen darstellt – u.a. bei der Synthese der Gerinnungsfaktoren II, VII, IX und X in der Leber, aber eben auch für die Wirkform des Osteocalcin im Knochen. Das Vitamin-K-abhängige Enzym, das für derartige Carboxyl-Anbindungen an die Glutaminsäure zuständig ist, heißt Gamma-Glutamylcarboxylase.
In der Konsequenz sollte man sich als Therapeut z.B. nach Knochenbrüchen oder bei Osteoporose, Osteoporosetheoretisch auch in Phasen stärkeren Wachstums eines ausreichenden Serumspiegels an den Vitaminen D und K vergewissern. Dies gilt u.a. mit Bezug auf Jugendliche, denen Cola, Eis und Pommes wichtiger sind als grüne Gemüse. Bei älteren Patienten, die über längere Zeiträume Antikoagulanzien benötigen (z.B. nach Herzinfarkt und Schlaganfall oder bei Vorhofflimmern) könnte dieser Zusammenhang dazu führen, anstelle des preiswerten Vitamin-K-AntagonistenVitamin-K-Antagonisten PhenprocoumonPhenprocoumon (Marcumar®) auf die teuren modernen Präparate (z.B. Pradaxa® oder Xarelto®) umzusteigenPradaxa®Xarelto® – umso mehr, als Vitamin K auch für die Gefäßwand und deren Schutz vor der Arteriosklerose benötigt wird.

Pathologie

Grundsätzlich gelangen die intrazellulären Enzyme sämtlicher Gewebe und Organe in sehr geringem Umfang in die umgebende interstitielle Flüssigkeit und damit auch ins Serum – teilweise durch sporadische „Undichtigkeiten“ der Zellmembranen, aber auch im Rahmen von Zellerneuerungen. Es besteht demzufolge auch bei ungestörtem Knochenstoffwechsel ständig ein niedriger Spiegel auch an AP, der aus dem Serum nachgewiesen werden kann. Der Serumspiegel ist wegen des gesteigerten Knochenstoffwechsels im Kindesalter deutlich höher als in späteren Jahrzehnten, was besonders für Phasen starken Wachstums gilt. Eine alkalische PhosphataseWerte, erhöhteErhöhung des AP-Spiegels im Erwachsenenalter deutet auf gesteigerte Umbauvorgänge in knöchernen Strukturen hin, wie sie u. a. bei Entzündungen oder nach Frakturen, aber auch bei Knochentumorenalkalische PhosphataseKnochentumoren oder Knochenmetastasenalkalische PhosphataseKnochenmetastasen erfolgen. Die AP stellt deswegen einen unspezifischen Marker für derlei Knochenprozesse dar, der zu einer entsprechenden Diagnostik Anlass geben sollte.

Allerdings kommt die AP in höherer Konzentration auch in der Leber und besonders im Epithel der Gallenwege vor, sodass differenzialdiagnostisch bei hohen Serumspiegeln auch Erkrankungen von Leber und Gallenwegen in Frage kommen bzw. ausgeschlossen werden müssen. Die Erkrankungen sind jedoch durch ihre Symptome und das Muster begleitender Enzymerhöhungen problemlos auseinanderzuhalten.

Osteoklasten
OsteoklastenOsteoklasten („Knochenbrecher“) leiten sich von Monozyten ab. Sie stellen die regionären Makrophagen des Knochengewebes dar, entsprechend u. a. den Kupffer-Zellen der Leber, den Langerhans-Zellen der Haut oder der Mikroglia des Gehirns. Im Gegensatz zu den Makrophagen weiterer Gewebe sind im Knochen mehrere Zellen zu bis zu 150 µm großen Riesenzellen Riesenzellen, KnochenKnochenRiesenzellenmiteinander verschmolzen, sodass Osteoklasten nicht nur größer sind als übliche Makrophagen, sondern auch mehrere oder zahlreiche Kerne besitzen (Abb. 1.13). Sie befinden sich gemeinsam mit den Osteoblasten überwiegend an den äußeren und inneren Knochenoberflächen (Knochenbälkchen).Knochenbälkchen An der Berührungsstelle zum Knochen erzeugen sie durch ihre Tätigkeit kleine Höhlungen, die sog. Howship-Lakunen,Howship-Lakunen in denen Auflösung und Resorption des verkalkten Osteoids erfolgen.
Osteoklasten sind sehr spezialisierte Makrophagen bzw. Riesenzellen. Obwohl sie ihre Beweglichkeit beibehalten, besteht ihre Funktion weniger in immunologischen Aufgaben; sie ist primär darauf ausgerichtet, den Knochen abzubauen – unter ständiger Feinabstimmung mit den Osteoblasten und unter der Kontrolle sämtlicher Hormone, die Wirkungen am Knochen besitzen. Hierfür ist analog zu den Osteoblasten eine Vielzahl von Rezeptoren in ihre Zellmembranen integriert. Gleichzeitig sezernieren sie eine Reihe von Botenstoffen, die u. a. der Abstimmung mit den Osteoblasten dienen. Knochenabbau bedeutet gleichzeitig, dass das daran gebundene Calcium (und Phosphat) freigesetzt wird und in der Folge den Serumspiegel erhöht. Im hormonell überwachten und gesteuerten Aufrechthalten des Calcium-Serumspiegels ist insofern die zweite wesentliche Funktion der Osteoklasten zu sehen. Ihre Aktivität ist deshalb nicht nur im Rahmen von Umbauvorgängen gesteigert, sondern auch dann, wenn aufgrund eines Calciummangels der Nahrung der Calciumserumspiegel abzusinken droht. ParathormonDas hierfür wesentliche Hormon ist das Parathormon (PTH) der Nebenschilddrüse.
Interessant ist der Mechanismus, mit dem Osteoklasten die Knochenstruktur abbauen, weil sie vor dem eigentlichen Abbau der organischen Knochenstruktur zunächst die überaus harten, vollkommen „unverdaulichen“ Calciumphosphatkristalle vom Kollagen ablösen müssen. Allerdings löst sich Calciumphosphat in Säure (< pH 4), sodass die Osteoklasten ähnlich wie die Belegzellen des Magens oder die Tubulusepithelien der Niere lediglich Protonen aktiv nach außen zu pumpen brauchen. H+ bindet an Phosphat (H2PO4). Die entstehende Phosphorsäure (H3PO4) ist flüssig und löst sich in der interstitiellen Matrix. Gleichzeitig sezerniert der Osteoklast Enzyme, die das Gerüst der Matrix (Kollagen und weitere Proteine, GAGs, Proteoglykane) spalten und damit die gesamte Knochenstruktur auflösen. Die Spaltprodukte werden vom Osteoklasten aktiv aufgenommen, weiter abgebaut und entweder für den eigenen Zellstoffwechsel benutzt oder in die interstitielle Flüssigkeit der Umgebung ausgeschieden. Ein entsprechender Mechanismus sorgt für die Aufnahme der frei werdenden Calciumionen und ihre Abgabe (im Austausch gegen Natrium) ans Interstitium und damit ans Blut, wodurch der Calcium-Serumspiegel ansteigt. Auch die gerade für Kollagen typischen, nun vermehrt im Serum erscheinenden Aminosäuren wie z. B. Hydroxyprolin Hydroxyprolinkönnen als Marker für eine gesteigerte Aktivität der Osteoklasten dienen und aus dem Urin nachgewiesen werden.
Zusammengefasst können demnach neben den wichtigsten Hormonen des Knochenstoffwechsels (s. später) v.a. die folgenden Serumparameter für die Akutdiagnostik benutzt werden:
  • Calcium- und Phosphat-Serumspiegel

  • Vitamin K

  • AP (alkalische Phosphatase)

  • Osteocalcin

  • Hydroxyprolin (aus dem Urin)

Vitamin K wird allerdings im Zusammenhang bis jetzt noch nicht genutzt.

Pathologie

Der Zahnschmelz (= härteste Struktur des menschlichen Körpers) besteht ebenfalls aus Apatitkristallen, allerdings ohne jede begleitende organische Matrix. Ein wenig Milchsäure, produziert von Bakterien der Mundhöhle, die auf der Zahnoberfläche siedeln, genügt vollauf, um ihn auf dieselbe Weise aufzulösen. Es entsteht die KariesKaries (Fach Verdauungssystem).

Der Mechanismus, mit dem die Osteoklasten Säure erzeugen und nach außen in den Bereich der Howship-Lakune pumpen, entspricht den Vorgängen u. a. an den Belegzellen des Magens oder an den Nierentubuli. Unter Katalyse der CarboanhydraseCarboanhydrase (Carboanhydratase)Carboanhydratase wird aus CO2 und H2O Kohlensäure gebildet. Eine Protonenpumpe der Zellmembran pumpt die Protonen der Kohlensäure in die angrenzende Lakune, das übrig bleibende Bikarbonat-Anion landet auf der gegenüberliegenden Seite im Austausch gegen Chlorid in der interstitiellen Flüssigkeit (Abb. 1.14). Die Howship-Lakune mit ihrer sauren und enzymreichen Flüssigkeit wird vom Osteoklasten selbst gegenüber der Umgebung abgetrennt, indem er sich in ihren Randbereichen kreisförmig an den Knochen heftet (sog. Klebezone).
Protonenpumpenhemmer wie Omeprazol und Pantoprazol, die sehr effektiv die Säureproduktion des Magens unterdrücken und sehr breit u.a. bei Ulzera des Magens eingesetzt werden, schienen zunächst auf die Protonenpumpen der Osteoklasten keine Wirkung zu besitzen, weil Störungen der Knochenstruktur in den ersten Jahren ihres Einsatzes nicht zu ihren definierten Nebenwirkungen gehörten. Allerdings häufen sich seit 2012 nun doch Berichte, nach denen eine ununterbrochene Medikation über Jahre zu Veränderungen der KnochenstrukturKnochenProtonenpumpenhemmerProtonenpumpenhemmer, Knochenstruktur führen kann.

Merke

Im Zusammenhang mit dem durchaus lebhaften Knochenstoffwechsel sei daran erinnert, dass die Carboanhydrase Zinkzinkabhängig ist, während für die Kollagensynthese der Osteoblasten große Mengen an MagnesiumMagnesium und Vitamin C Vitamin Cbenötigt werden, zusätzlich auch die Vitamine K und D zur Vitamin KVitamin DOsteocalcin-Synthese (s. oben). Vitamin D wird zusätzlich für die Resorption ausreichender Mengen CalciumCalcium aus der Nahrung benötigt.

Pathologie

Paget-Krankheit

Morbus PagetDie Paget-KrankheitPaget-Krankheit (Osteodystrophia deformans), die nicht Osteodystrophiadeformansmit dem Paget-Karzinom u.a. der Brustdrüse verwechselt werden sollte, gilt als eine seltene, schleichend verlaufende Slow-virus-Infektion der Osteoklasten OsteoklastenSlow-virus-Infektionmit unbekanntem Erreger, die bevorzugt im höheren Lebensalter und überwiegend in Europa und Nordamerika auftritt. Auch genetische Defekte sind inzwischen bekannt, einschließlich resultierender familiärer Häufungen. Der Befall der Osteoklasten führt zur gesteigerten, unkontrollierten Aktivität dieser Zellen und damit zu Knochendefekten, Knochendefektedie in der Folge von Osteoblasten so gut wie möglich repariert werden. Dabei kann es sogar zu einer Massenzunahme beteiligter Knochenstrukturen kommen, wobei allerdings die ursprüngliche Festigkeit nicht mehr erreicht wird.
Im Ergebnis entstehen in verschiedenen Lokalisationen des Skeletts Knochenverdickungen und -deformierungen, Schmerzen, Spontanfrakturen und Paresen (Lähmungen) durch knöcherne Kompression nervaler Strukturen. Ähnlich wie bei der Lues connata oder der kindlichen Rachitis kann es zur SäbelscheidentibiaSäbelscheidentibia kommen – verdickten und v. a. verbogenen Unterschenkelknochen (Abb. 1.15). Manchmal entstehen Hörstörungen durch Beteiligung der Mittelohrknöchelchen, der Cochlea oder einer Druckschädigung des N. cochlearis. Der Schädel kann vergrößert sein. In der Mehrzahl der Fälle verläuft der Morbus Paget allerdings symptomlos und stellt dann lediglich einen Zufallsbefund dar. Als wesentlichste Komplikation entsteht bei einem kleinen Teil der Betroffenen aus einzelnen, besonders aktiven Herden ein OsteosarkomOsteosarkom.
AP (Serum) und Hydroxyprolin (Urin) sind deutlich erhöht nachweisbar. Im Röntgenbild erkennt man die regellos umgebauten Knochenstrukturen. In frühen Stadien findet sich in einzelnen Herden eine entzündliche Mehrdurchblutung, wodurch die darüberliegende Haut überwärmt sein kann. Zur symptomatischen Therapie gibt man Bisphosphonate und/oder Calcitonin, bei Schmerzen NSAR (NSAID) wie z.B. Ibuprofen.

Osteone

Knochengewebe Osteonebesteht aus einheitlich aufgebauten kleinsten Einheiten, den Osteonen oder Havers-Systemen. Ursache für diesen Bauplan ist das Erfordernis einer guten Durchblutung des Gewebes, weil eine Diffusion aus der Nachbarschaft wie in Knorpel oder Oberhaut Havers-Kanäle(Epidermis) durch die verkalkten Strukturen hindurch nicht möglich ist. Ein Osteon besteht deswegen aus einem zentral befindlichen Havers-Kanal, der die Blutgefäße und einzelne Nerven führt, und einer knöchernen Hülle, welche die Osteozyten enthält, die für den Erhalt der Struktur benötigt werden (Abb. 1.16). Diese Osteozyten liegen in kleinen Höhlen inmitten knöcherner, undurchlässiger Strukturen und besitzen deshalb lange Zellfortsätze, mit denen sie über feinste Kanälchen im umgebenden Knochen Kontakt sowohl zu den zentralen Blutgefäßen als auch zu entfernter liegenden Osteozyten aufnehmen. Über diese Kontaktstellen erhalten auch die Osteozyten der Randbereiche die ernährenden Substanzen der zentralen Blutgefäße.
Das Knochengewebe der Osteone ist um die Havers-Kanäle herum lamellenartig geschichtet. In jeder Lamelle befindet sich eine geringe Zahl an Osteozyten, die mit ihren Fortsätzen in die benachbarten Lamellen hineinreichen. An der Kontaktstelle zu den Fortsätzen benachbarter Osteozyten bestehen gap junctions. Durch diese relativ breiten Kanäle der Zellmembranen hindurch findet der Stoffaustausch statt, was selbstverständlich auch für Stoffwechselprodukte gilt, die entsorgt werden müssen. Zusätzlich scheinen über die gap junctions auch bioelektrische Signale zu laufen, sodass die Osteozyten eines Osteons auf neue Erfordernisse als Einheit reagieren können. Es entsteht also aus den Arteriolen, Venolen und Kapillaren des zentralen Havers-Kanals eine ununterbrochene Strecke bis zu den Osteozyten der äußersten Lamellen des Osteons. Dabei werden Entfernungen bis zu mehr als 0,2 mm überbrückt, weil der Durchmesser eines Osteons bis zu 0,5 mm betragen kann. In der Länge können Havers-Systeme sogar mehrere Zentimeter erreichen.
Osteone sind im Querschnitt rundlich. An den Kontaktstellen mehrerer Osteone würden aus diesem Grund Bereiche übrig bleiben, die nicht verknöchert wären und damit die Knochenstruktur insgesamt schwächen würden. Dadurch, dass es an diesen Stellen zum Teilabbau von Osteonen mit übrig bleibenden knöchernen Lamellen kommt, werden jedoch auch diese Bereiche durchbaut, sodass keinerlei Lücken übrig bleiben. Man bezeichnet diese knöchernen Bereiche an den Kontaktstellen mehrerer Osteone als Schaltlamellen.

Periost und Endost

Periost
Überzogen wird jeder Knochen vom PeriostPeriost, der Knochenhaut. KnochenhautSie zeigt denselben Aufbau wie die Gelenkkapsel mit ihren beiden Schichten und geht auch gelenknah in diese über. Dies bedeutet, dass die knorpelüberzogenen Gelenkflächen kein Periost besitzen können. Die äußere derbe Bindegewebsschicht (Stratum fibrosum) entspricht der Membrana fibrosa, das Äquivalent zur Membrana synovialis bildet eine weiche, zellreiche Schicht (Stratum germinativum, Kambiumschicht), die dem Knochen aufliegtStratumfibrosum. Die Befestigung des Periosts auf dem Knochen erfolgt über kollagene Fasern (sog. Sharpey-Fasern; Abb. 1.17), die aus demStratumgerminativum Stratum fibrosum durch die innere KambiumschichtKambiumschicht hindurch in das kollagene Gerüst des Osteoids ziehen. Besonders zahlreich sind Sharpey-Fasern in Bereichen, in die Sehnen oder Bänder einstrahlen.
Das Stratum fibrosum des Sharpey-FasernPeriosts ist so derb und widerstandsfähig, dass es sogar zur Widerstandsfähigkeit des Gesamtknochens beiträgt. Besonders augenfällig wird dies bei der kindlichen Grünholzfraktur, Grünholzfrakturbei der das Periost v. a. auf der Konkavseite unversehrt bleibt und den gebrochenen Knochen regelrecht schient und stabilisiert. Auch die Sehnen, die den Muskelzug auf den Knochen übertragen, sind in dieser derben Faserschicht verankert.
Das Stratum germinativum aus weichem Bindegewebe enthält reichlich Osteoblasten, Nerven und Blutgefäße. Die Nerven sorgen u. a. für die große Schmerzhaftigkeit einer Knochenprellung (Beispiel: Schienbein) und üben hierdurch gleichzeitig auch eine Warn- und Schutzfunktion für den Knochen aus. Von den Osteoblasten der Periost-Schicht aus erfolgen das Dickenwachstum des Knochens und seine Neubildung nach einer Fraktur (Knochenbruch), wobei an der Frakturheilung auch das Endost mit seinen Osteoblasten und Osteoklasten beteiligt ist. Zusätzlich zu den reifen Osteoblasten befinden sich in der Kambiumschicht teilungsfähige Vorläuferzellen (Stammzellen), die den Pool der Osteoblasten bei Bedarf vergrößern können.
Endost
Als EndostEndost wird die weit dünnere bindegewebige Haut bezeichnet, die die inneren Hohlräume des Knochens als Grenzschicht zum Knochenmark hin auskleidet. Es handelt sich also um einen „häutigen“ Überzug bzw. eine Auskleidung der Volkmann- und Havers-Kanäle, der Lamellen der Spongiosa sowie der Innenfläche der Kompakta. Das Gewebe besteht aus einer einzelnen Schicht von Epithelien und angrenzendem Bindegewebe. Enthalten sind wie beim Periost auch undifferenzierte Stammzellen, die sich ganz nach Bedarf in Fibro- oder Osteoblasten umwandeln können.

Hormonelle Steuerung

Bei den Hormonen mit Einfluss auf den KnochenstoffwechselKnochenstoffwechsel lassen sich v. a. 2 Gruppen voneinander abgrenzen:
  • Die eine Gruppe steht im Dienst des Calciumstoffwechsels undCalciumstoffwechsel, KnochenKnochenCalciumstoffwechsel benutzt den Knochen eigentlich nur zur Einstellung des Calcium-Serumspiegels. Ausgerechnet den 3 Hormonen, die in ihrer Wirkung auf den Knochen immer vorrangig genannt werden, ist der Knochen selbst hinsichtlich seiner Struktur und sonstiger „Befindlichkeiten“ vollkommen gleichgültig.

  • Die zweite Gruppe steuert über das Wachstum des Knochens auch das Wachstum des Körpers bzw. sorgt ab der Pubertät für die weitere Dickenzunahme und Stabilität der knöchernen Strukturen.

Osteoklasten, Osteoblasten und Osteozyten werden in ihrer Aktivität hinsichtlich der Homöostase des Calcium-Serumspiegels von den Hormonen der (Neben-)Schilddrüse, Calcitonin und Parathormon, gesteuert. Das D-Hormon,D-HormonKnochenstoffwechsel das aus Vitamin D entsteht, ist an diesem CalcitoninKnochenstoffwechselGleichgewicht beteiligt. DaParathormonKnochenstoffwechsel dieses Vitamin zur Überführung in seine endgültig wirksame Form einer gesunden Niere (und Leber) bedarf, ist bei einer Niereninsuffizienz auch der Knochenstoffwechsel in Bezug auf seinen eigenen sowie den Gehalt des Blutes an Calcium und Vitamin DKnochenstoffwechselPhosphat gestört. Besprochen werden diese Hormone beim Calciumstoffwechsel (Fach Endokrinologie).
Die zweite Gruppe beginnt gewissermaßen mitSomatotropin, Knochenwachstum dem STH (Somatotropin = Wachstumshormon) der Hypophyse.STH (Somatotropin = Wachstumshormon)Knochenwachstum Das Wachstumshormon ist v.a. in der Kindheit ganz zuvorderst am Längen- und Dickenwachstum der Knochen beteiligt, behält jedoch auch in späteren Jahren einen gewissen Einfluss hinsichtlich allgemeiner Regenerations- bzw. Reparaturaufgaben u.a. auch am Knochen. Ähnliches gilt in geringerem Umfang für die Schilddrüsenhormone. Schilddrüsenhormone, Knochenstoffwechsel
Die Sexualhormone sorgenSexualhormone, Knochenstoffwechsel zunächst für einen Wachstumsschub und beenden schließlich das Wachstum gegen Ende der Pubertät. Wichtiger ist, dass sie das ganze weitere Leben über für die Stabilität des Knochens sorgen. Anders ausgedrückt: Neben der Belastung des Knochens und in der Tragweite annähernd vergleichbar mit ihr gibt es nur noch die Sexualhormone, deren Wirkung auf den Knochen des Erwachsenen in einer Zunahme der Knochenmasse besteht. Besonders deutlich wird dies bei Frauen nach der Menopause, wenn diese Stabilisierung durch den Wegfall der Östrogene abhandenkommt und die Knochenstruktur in den nachfolgenden Jahrzehnten auch dann beständig abnimmt (Osteoporose), wenn die körperlichen Aktivitäten weitgehend (altersentsprechend) erhalten bleiben. Noch wirksamer als die Östrogene ist Testosteron, weshalb Männer bereits bei vergleichbarer körperlicher Aktivität dickere Knochen besitzen als Frauen. Da der Testosteronspiegel im Alter geringer wird, jedoch nie auf null abfällt, verläuft auch die Altersosteoporose des Mannes milder als diejenige der Frau.
Vergleichbar mit dem Ausfall der Sexualhormone führt ein pathologisches Übermaß an dem Hormon Cortisol zum Abbau der Knochenmasse – Knochenabbau, CortisolCortisolKnochenabbauund damit in jedem Lebensalter zur Osteoporose. Man könnte von daher das Cortisol der Nebenniere zur ersten Gruppe der Hormone rechnen: Während Parathormon, Calcitonin und D-Hormon den Calcium-Serumspiegel regulieren, besitzt Cortisol bezüglich des Aminosäuren-Serumspiegels eine sehr vergleichbare Funktion. Es bedient sich der Knochenstruktur und schafft die Aminosäuren des abgebauten Kollagens auf dem Blutweg zur Leber.
Neben der Vielzahl an Hormonen beeinflussen zahlreiche weitere Faktoren wie z. B. Zytokine und Prostaglandine die Aktivität von Osteozyten und Osteoklasten, die zusätzlich ihrerseits sehr lebhaft miteinander kommunizieren und ihre jeweiligen Aktivitäten aufeinander abstimmen. Daraus kann man ableiten, dass der Knochen des erwachsenen Menschen gerade nicht das statische, gewissermaßen festgemauerte Gebilde darstellt, das es zu sein scheint. Es handelt sich vielmehr um ein ungeheuer dynamisches, in ständigem Umbau begriffenes Gewebe.

Merke

Es existieren etliche Hormone, die das Wachstum des Knochens sowie seine Funktionen beeinflussen – beim Knochen des Erwachsenen ganz zuvorderst Calcitonin, Parathormon, D-Hormon und die Sexualhormone. Es gibt aber kein Hormon, das im Knochen selbst hergestellt oder gespeichert würde. Allerdings wird Osteocalcin manchmal als hormonartige Substanz bezeichnet – ob zu Recht, ist aber wohl eher fraglich.

  • Hormone der Calciumhomöostase: Calcitonin, D-Hormon, Parathormon

  • anabole, knochenaufbauende Faktoren:

    • Belastung des Knochens

    • anabole Hormone (STH, Insulin, Schilddrüsenhormone)

    • Sexualhormone, die natürlich unter anderem auch eine anabole Wirkung besitzen

  • katabole, knochenabbauende Faktoren:

    • Immobilisierung

    • Ausfall der Sexualhormone

    • Übermaß an endogenen oder exogenen Glukokortikoiden

    • Mangel an essenziellen Nahrungsfaktoren (z. B. Eiweiß, Vitamine, Calcium, Magnesium)

Hinweis Prüfung

Die Wirkungen der Hormone auf den Knochen und auf den Serumspiegel der Ionen Ca2+, Mg2+ und Phosphat werden im Fach Endokrinologie genauer besprochen.

Steuerung durch körperliche Belastung

Die Osteoklasten stehen mit den Osteoblasten im Gleichgewicht. Diese mehrkernigen Riesenzellen reagieren nicht nur auf eine Vielzahl von Hormonen und Botenstoffen, sie werden grundsätzlich auch bei jeglicher Inaktivität des Körpers aktiv; bereits die Inaktivität des nächtlichen Schlafs genügt zu ihrer Aktivierung. Dementsprechend haben die Osteoblasten am Folgetag den entstandenen „Knochenschwund“ wieder rückgängig zu machen, wobei sie hierzu durch die Belastung des Knochens stimuliert werden.
Der Mechanismus, mit dem die Zellen des Knochens ganz unabhängig von den zahlreichen Interaktionen über Hormone und Botenstoffe knöcherne Belastungen erkennen und ihre eigenen Aktivitäten daran ausrichten, scheint v. a. über Dehnungs-, Stauchungs- und Biegungsreize zu laufen, in deren Folge mehr oder weniger Calcium in die Zellen strömt und der Signalübermittlung dient. Dabei werden Knochenanteile, deren Belastungsreize ein gewisses Mindestmaß unterschreiten, abgebaut und Anteile, die überschwelligen Reizen ausgesetzt sind, zusätzlich verstärkt.Osteoblastenkörperliche BelastungOsteoklastenkörperliche Belastung Osteoblasten und Osteoklasten reagieren, über Zytoskelett und dehnungsempfindliche Calciumkanäle, auf allerfeinste Verbiegungen von wenigen Nanometern, vergleichbar nur noch mit den Haarzellen von Hör- und Gleichgewichtsorgan, die bereits auf Auslenkungen in der Größenordnung eines einzelnen Atoms ansprechen.
Wichtig ist, dass diese Reaktionen auf körperliche Aktivität bzw. Inaktivität in Bezug auf die Struktur des Osteoids zumindest nach abgeschlossenem Wachstum bedeutsamer sind als die Vorgaben, die die Knochenzellen durch Hormone und weitere Botenstoffe erhalten. Selbst ein gewisser Mangel an Sexualhormonen könnte durch verstärkte Belastung einigermaßen, wenn auch nicht vollständig ausgeglichen werden. Dies ist allerdings ein eher theoretisches Phänomen, denn beispielsweise sind Frauen nach der Menopause (50+) körperlich nicht immer noch aktiver als in jüngeren Jahren – vielleicht bis hin zum Hochleistungssport? Sie werden vielmehr zunehmend (jedenfalls im Durchschnitt) inaktiver, sodass sich diese beiden wichtigsten Faktoren hinsichtlich der Knochenstruktur üblicherweise zur physiologischen AltersosteoporoseAltersosteoporoseOsteoporosealtersbedingte addieren.
Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass sich ein Mangel oder Überschuss an den Hormonen Parathormon, Calcitonin und D-Hormon primär auf den Calcium- und Phosphatgehalt von Serum und Knochen auswirkt und erst sekundär mehr oder weniger deutlich (→ Morbus Recklinghausen) auch auf die eigentliche Knochenstruktur, das Osteoid. Dagegen betrifft sowohl wechselnde Belastung als auch der Einfluss der Sexualhormone in erster Linie das Osteoid selbst, ohne deutliche Einflussnahme auf die Serumspiegel. Dies liegt daran, dass z.B. ein Abbau von Knochenstruktur mit Ausschwemmung der freigesetzten Ionen ins Serum umgehend von einer verstärkten, adäquaten Ausschwemmung dieser Ionen über die Niere beantwortet wird.

Pathologie

Die strikte Trennung der zahlreichen Faktoren mit ihren jeweiligen Auswirkungen ist nicht immer problemlos möglich. Noch am besten kann man sie an den Knochenerkrankungen Osteoporose, Osteomalazie und Recklinghausen-Krankheit festmachen und verstehen:

Osteomalazie

Die OsteomalazieOsteomalazie („Knochenerweichung“; Kap. 4.12) Knochenerweichungentsteht am Knochen des Erwachsenen immer dann, wenn es aus irgendeinem Grund über längere Zeit zu einer unzureichenden Calciumresorption aus dem Darmlumen kommt, wenn also in der Bilanz zwischen Zufuhr bzw. Resorption und Ausscheidung ein chronischer Calciummangel entsteht. Der Calciummangel führt über den reaktiv erhöhten Spiegel an Parathormon zur Entkalkung des Knochens. Calcium wird also dem Vorratsspeicher Knochen entnommen, um den Serumspiegel trotz des Nahrungsmangels stabil im physiologischen Bereich zu halten. Dies gelingt tatsächlich über lange Zeiträume, bis sich die Reserven irgendwann (nach Jahren) erschöpft haben. Die Struktur des Knochens in Gestalt des Osteoids bleibt dabei erhalten, solange die körperlichen Aktivitäten sowie die Spiegel der Sexualhormone nicht vermindert sind. Der Knochen wird lediglich weicher, nachgiebiger. Die Osteomalazie hat deswegen mit der Osteoporose nichts zu tun.

Osteoporose

Bei der OsteoporoseOsteoporose (Kap. 4.11) geht die Gesamtstruktur des Knochens verloren. Betroffen sind also das Osteoid einschließlich der daran geknüpften Calciumsalze. Der Knochen wird ausgedünnt, bleibt jedoch in seiner qualitativen Zusammensetzung unverändert, während sich bei der Osteomalazie gerade die Relationen verschieben, unter Erhalt der quantitativen Gesamtstruktur. Die Ursachen bestehen dementsprechend in Faktoren, die mit dem Calcium-Serumspiegel nichts zu tun haben, sondern sich primär allein auf das Osteoid auswirken. Dies sind v. a. körperliche Inaktivität, ein Mangel an Sexualhormonen sowie das Hormon Cortisol, das sich des Kollagens aus dem Osteoid bedient, um der Leber eine Glukoneogenese aus Aminosäuren zu ermöglichen (Fach Endokrinologie).

Recklinghausen-Krankheit

Bei der Recklinghausen-Krankheit des Knochens Recklinghausen-Krankheit(Osteodystrophia fibrosa generalisata bzw. cystica) kommt es wegen einer pathologischen Erhöhung des Parathormon-Serumspiegels zur Hyperkalzämie (Fach Endokrinologie), Hyperkalzämie, Recklinghausen-Krankheitdie jedoch ihrerseits wiederum den wichtigsten Stimulus für die C-Zellen der Schilddrüse darstellt, sodass Recklinghausen-Krankheitgleichzeitig und parallel nun auch Osteodystrophiafibrosa generalisata bzw. cysticaderCalcitoninRecklinghausen-Krankheit Calcitonin-Serumspiegel erhöht ist. Es werden also durch die beiden Hormone sowohl die Osteoblasten als auch die Osteoklasten stimuliert – eine unphysiologische, sich „widersprechende“ Konstellation. Als Ergebnis der anhaltenden Aktivierung entstehen unterschiedliche knöcherne Bereiche, in denen es zur Auflösung der Strukturen bis hin zum Entstehen von zystischen Hohlräumen kommt, und weitere Bereiche, an denen der Knochen eher verdichtet, fibrosiert ist. Dieser regellose Knochenumbau hat also weder mit der Osteomalazie noch mit einer Osteoporose das Geringste zu tun, auch wenn dies manchmal selbst in einem Teil der Literatur (und in der Prüfung) verwechselt wird.

Blutgefäße

Die Blutgefäße ernähren den KnochenKnochenBlutgefäße und entsorgen seine Abfallstoffe. Sie sprossen aus der Kambiumschicht des Periosts durch eigene knöcherne Versorgungskanäle, die Volkmann-Kanäle,Volkmann-Kanäle in die Kortikalis des Knochens (Abb. 1.17). Die kleinen Arterien, die senkrecht zur Oberfläche in den Volkmann-Kanälen in die Knochen hineinziehen, verzweigen sich in Längsrichtung der Kompakta, also parallel zu seiner Oberfläche, in die Havers-Kanäle.Havers-Kanäle Die dünnen Blutgefäße der Havers-Kanäle (Arteriolen und Kapillaren) gehen also grundsätzlich aus den Gefäßen der Volkmann-Kanäle hervor. Analog erfolgt der Rücktransport des venösen Blutes zum Periost. In der Wandung der Havers-Systeme aus geschichteten Knochenlamellen (= Osteone) befinden sich die Osteozyten mit ihren langen Zellfortsätzen. Während die knöchernen Strukturen der Kompakta überwiegend aus Blutgefäßen des Periosts über die Volkmann-Kanäle versorgt werden, laufen zur Ernährung von Spongiosa und Knochenmark eigene Blutgefäße (Aa. nutriciae; Abb. 1.12) durch die Kompakta hindurch zu den knöchernen Strukturen mit ihren markhaltigen Hohlräumen.
Die gute Blutversorgung, die mit etwa 10 % (500 ml) am Herzzeitvolumen beteiligt ist, trägt dazu bei, dass Knochenbrüche wesentlich besser und schneller heilen als Arteria(-ae)nutriciaeKnorpelschäden, bei denen allein die langsame Diffusion aus dem Perichondrium bzw. über die Synovialflüssigkeit oder sogar lediglich aus der Umgebung (Faserknorpel) die Nährstoffe zur geschädigten Zone bringt.

Knochenbildung

Chondrale Ossifikation
Kurze und platte Knochen
Die Bildung der chondrale OssifikationOssifikationchondraleKnochenKnochenbildung erfolgt weit überwiegend erst nach der Geburt aus vorgeformtem hyalinem Knorpel (chondrale Ossifikation). Aus dem Perichondrium des Knorpels entsteht das Periost, die Chondroblasten wandeln sich in Osteoblasten um.
Von den Osteoblasten der inneren Periost-Schicht wird zunächst reichlich Grundsubstanz mit eingelagerten Kollagenfasern in die Umgebung ausgeschieden. Die Kollagenfasern sind in einem dreidimensionalen Gitter geflechtartig miteinander verwoben. Mit der allmählichen Einlagerung von Calciumsalzen (überwiegend Calciumphosphat = Apatit bzw. Hydroxylapatit) entsteht der sog. Geflechtknochen.Geflechtknochen Zu einem späteren Zeitpunkt, v. a. im Zuge zunehmender Belastungen, lagern sich die Kollagenfasern in eine konzentrisch geschichtete Anordnung um, wodurch bei weiterer Calciumeinlagerung ein lamellenartiges Aussehen nach Art einer Zwiebelschale entsteht. Es bildet sich der endgültige Lamellenknochen. LamellenknochenDie anfängliche Entstehung von Geflecht- mit späterer Umlagerung in Lamellenknochen gilt für jede Knochenstruktur, betrifft also die Kompakta oder die Trabekel der Spongiosa genauso wie Knochen, der nach einer Fraktur neu gebildet wird.
Bei sämtlichen 3 Knochenarten beginnt die Verknöcherung der Knorpelstücke an deren Oberfläche, wobei sich die Knorpelstücke selbst parallel zum allgemeinen Körperwachstum andauernd weiter vergrößern. Die zunächst gebildete Kompakta Kompaktakann sich in Kindheit und Jugend verdicken, aber auch den enthaltenen Raum von Spongiosa bzw. Diaphyse beliebig erweitern. Zu diesem Zweck wird jeweils an der Oberfläche von den Osteoblasten der Kambiumschicht des Periosts neuer Knochen angelagert, während Osteoklasten an der inneren Oberfläche der Kompakta die knöchernen Strukturen analog zu den Erfordernissen wieder abbauen.
Nachfolgend zur Bildung der Kortikalis bzw. Kompakta im Bereich des Periosts, teilweise auch parallel, wird im Inneren der Epiphysen der Röhrenknochen sowie der kurzen und platten Knochen aus sog. Knochenkernen Knochenkerneheraus der Knorpel in Knochen umgewandelt. Bei der Mehrzahl der Knochen ist dieser Prozess erst gegen Ende der Pubertät vollständig abgeschlossen.
Röhrenknochen
Während bei den kurzen und platten Knochen Wachstum und Verknöcherung des angelegten Knorpels sowohl an dessen Oberfläche (perichondrale Ossifikation) perichondrale OssifikationOssifikationperichondraleals auch aus RöhrenknochenEntwicklungumschriebenen Knochenkernen inmitten des Knorpelstücks (enchondrale Ossifikation) erfolgen, beginnt das Längenwachstum der Röhrenknochen in definierten Wachstumszonen, den Epiphysenfugen (Wachstumsfugen) als Bestandteil der Metaphysen Im Röntgenbild des Erwachsenen sind die ehemaligen Epiphysenfugen noch als dünne Verdichtungszonen zu erkennen (Abb. 1.18 und Abb. 1.51).
In der Epiphysenfuge wird hyaliner Knorpel gebildet und nach Fertigstellung gewissermaßen in die Diaphyse abgeschoben, die dadurch immer länger wird. Der neu gebildete Knorpel ist zunächst säulenartig angeordnet (Knorpelzellsäulen), um in Richtung Diaphyse größere, sehr aktive, blasig aufgetriebene Zellen auszubilden (Blasenknorpel) (Abb. 1.19). Erst am darauffolgenden Knorpel, also den „ältesten“ Strukturen im Mittelteil der Diaphyse, beginnt dann die eigentliche Verknöcherung des bis dahin lediglich aus Knorpel vorgeformten „Knochens“ durch Einlagerung von Calciumsalzen, um dann kontinuierlich gegen die beiden Epiphysen hin fortzuschreiten. Während sich die Metaphyse abschließend in Spongiosa umwandelt, wird der größere Teil der Struktur im Inneren der Diaphysen resorbiert und macht damit der Knochenmarkhöhle Platz.
Auch die Epiphysen selbst verknöchern zunehmend diesseits der Wachstumsfuge aus Knochenkernen, sodass sich im Wesentlichen bis zum Ende der Pubertät nur noch in der Wachstumsfuge calciumfreier Knorpel befindet. Die zunehmende Bildung der Geschlechtshormone bewirkt dann im Anschluss an einen Wachstumsschub gegen Ende der Pubertät mit den hohen Serumspiegeln dieses Zeitraums schließlich auch hier die Verknöcherung, wodurch kein weiteres Körperwachstum mehr möglich ist.
Desmale Ossifikation
In seltenen Ausnahmefällen (Schädeldach und Schlüsselbeine) entsteht der Knochen nicht aus vorgeformtem Knorpel (= chondrale Ossifikation), chondrale OssifikationOssifikationchondralesondern direkt aus Bindegewebe und zumindest ansatzweise bereits vor der Geburt. Diese Art der Knochenbildung nennt man desmale Ossifikationdesmale OssifikationOssifikationdesmale (Desmos = Band, Bindegewebe) oder auch direkte Verknöcherung. Abgesehen davon, dass die Osteoblasten hierbei aus Vorläuferzellen des Bindegewebes (Fibroblasten) anstatt aus Chondroblasten entstehen, stimmt der Mechanismus der Knochenbildung weitgehend mit demjenigen der chondralen Ossifikation überein.

Frakturheilung

Nach einem KnochenbruchKnochenbruchheilung, bei dem die FrakturendenFrakturheilung nicht stabil, unter Druck und achsengerecht aneinandergrenzen, sondern wo es zu Achsabweichungen und einem mehr oder weniger ausgeprägten Auseinanderweichen von Knochenanteilen gekommen ist, werden zunächst die Osteoklasten aktiv, um die geschädigten Knochenstrukturen aufzulösen. In das entstandene Hämatom einschließlich der durch die Osteoklasten geschaffenen Höhle sprossen in der Folge aus der inneren Periostschicht neue Blutgefäße, Fibroblasten und Osteoblasten in den Frakturspalt und bauen dort analog zur üblichen Wundheilung ein lockeres und gut durchblutetes Bindegewebe (Granulationsgewebe) auf. Es entsteht, abhängig von der Größe des Defekts, innerhalb von etwa 1–2 Wochen der rein bindegewebige Kallus, der die Bruchenden „kittet“ bzw. locker fixiert (Abb. 1.20). Der Kallus wird in der Folge von den Osteoblasten in Osteoid umgewandelt, worauf dann abschließend Calciumsalze eingelagert werden. Wie üblich entsteht auch hier zunächst Geflechtknochen.

Achtung

Bei der Erstversorgung von Frakturen ist daran zu denken, dass der Blutverlust erhebliche Ausmaße annehmen kann. Zum Beispiel können bei einer Oberschenkelhalsfraktur mehr als 1,5 l Blut verloren gehen, bei Beckenfrakturen > 2 l. Blutverluste in dieser Größenordnung beinhalten bereits die Gefahr eines hypovolämischen Schocks.hypovolämischer SchockFrakturenSchock, hypovolämischer

Pathologie

Bei unzureichender Reposition der Bruchenden mit zu großem Spalt dazwischen bzw. auch bei nicht ausreichender Ruhigstellung ist es möglich, dass keine durchgehende Verknöcherung mehr stattfinden kann, sondern lediglich ein mehr oder weniger straffes Bindegewebe entsteht, die sog. PseudarthrosePseudarthrose – also ein „Pseudogelenk“ an einer Stelle, an der zuvor keines war. Resultat ist die Instabilität des gesamten betroffenen Knochens.

Osteosynthese

Die Ruhigstellung Osteosyntheseder beiden Frakturenden mittels Gipsverband oder Osteosynthese (operative Fixierung bspw. mittels Platte und Schrauben) dient der allgemeinen Heilung, aber auch der ungestörten Kallusbildung und damit der Vorbeugung einer Pseudarthrose. Die Osteosynthese verfolgt aber daneben noch ein weiteres Ziel: Nur bei einer perfekten Fixierung der beiden Bruchenden aufeinander, also ohne jeden trennenden Spalt, ist auch eine Frakturheilung ohne Kallusbildung möglich. KallusbildungDie knöcherne Durchbauung der Fraktur geht hier nicht vom Periost, sondern direkt von den Osteonen aus. Aus den eröffneten Havers-Kanälen sprossen Kapillaren, Osteoklasten und Osteoblasten in den Defekt. Nach umschriebener Resorption geschädigten Gewebes wird durch die Osteoblasten direkt neuer Knochen aufgebaut. Eine derartige direkte Durchbauung nennt man primäre Frakturheilung, die übliche Heilung auf dem „Umweg“ der Kallusbildung dementsprechend eine sekundäre Frakturheilung (Abb. 1.21). Die sekundäre Heilung bis zu einer ersten Durchbauung mit FrakturheilungprimäreGeflechtknochenGeflechtknochenFrakturheilung dauert beim Erwachsenen etwa 6 Wochen, die primäre geht Frakturheilungsekundäredeutlich schneller.

Zusammenfassung

Makroskopischer Aufbau des Knochens

  • Röhrenknochen mit Diaphyse, 2 Metaphysen, 2 Epiphysen und Epiphysenfuge zwischen Meta- und Epiphyse

  • kurze Knochen

  • platte Knochen

  • im Inneren der Knochen befindet sich während der Kindheit blutbildendes Knochenmark, das später teilweise in „Fettmark“ umgewandelt wird

Knochengewebe

  • besteht zu 65 % aus anorganischer Substanz (v. a. Calcium und Phosphat), zu 25 % aus organischer Substanz und zu 10 % aus Wasser

  • Knochenzellen:

    • Osteoblasten: sezernieren organische Substanzen, bauen Osteoid auf → Osteozyten

    • Osteoklasten: bauen Knochen ab, setzen Calcium und Phosphat frei

  • aufgebaut aus zahlreichen Osteonen (zentral befindlicher Havers-Kanal mit Blutgefäßen und Nerven, lamellenartig geschichtetes Knochengewebe), verbunden durch Schaltlamellen

  • Periost (Knochenhaut) mit Stratum fibrosum und Stratum germinativum, überzieht die äußere Oberfläche des Knochens (Ausnahme: Gelenkflächen)

  • Endost bedeckt die inneren Knochenoberflächen

  • Blutversorgung: Blutgefäße aus dem Periost verlaufen in Volkmann-Kanälen zur Kortikalis, Aa. nutriciae versorgen Spongiosa und Knochenmark

Knochenbildung

Chondrale Ossifikation

  • Bildung von Geflechtknochen aus hyalinem Knorpel

  • durch zunehmende Belastung Bildung des endgültigen Lamellenknochens

  • Längenwachstum (Röhrenknochen) ausgehend von der Epiphysenfuge

Desmale Ossifikation

  • Knochenbildung aus Bindegewebe, z. B. Schädeldach

Frakturheilung

  • sekundäre: Granulationsgewebe → bindegewebiger Kallus → Osteoid → Geflechtknochen

  • primäre durch Osteosynthese: knöcherne Durchbauung des (minimalen) Frakturspalts ausgehend von den Osteonen, keine Kallusbildung

Die Knochen des menschlichen Körpers

Schädel

Am knöchernen Schädel werden Schädeldach (Schädelkalotte, „Hirnschädel“)Hirnschädel mit Schädelbasis und Gesichtsschädel unterschieden. Die Schädelkalotte umgibt und schützt die weiche Hirnsubstanz, der Gesichtsschädel ist für die Form des Gesichts verantwortlich und beherbergt die Sinnesorgane Auge und Ohr, Geruch und Geschmack.
Schädelkalotte (Schädeldach)
Das SchädeldachSchädeldachSchädelkalotte wird aus 7 Knochen aufgebaut (Abb. 1.22):
  • Stirnbein (Os frontale)

  • 2 Scheitelbeine (Os parietale)

  • 2 Schläfenbeine (Os temporale)

  • 1(–2) Keilbein(e) (Os sphenoidale)

  • Hinterhauptbein (Os occipitale)

Der untere Anteil der Kalotte, also die basalen Anteile dieser Knochen mit Ausnahme des Scheitelbeins, werden gemeinsam mit dem Siebbein (Os ethmoidale) zur Schädelbasis zusammengefasst (Abb. 1.24). Traumatisch bedingt kommt es hier relativ häufig zu Frakturen (Kap. 4.16.5).
Die Knochen der Schädelkalotte entstehen durch desmale Ossifikation und bleiben in der 1. Lebenshälfte durch Bandhaften nachgiebig miteinander verbunden. Ab dem mittleren Lebensalter entstehen daraus Knochenhaften. Diese zunächst bindegewebigen und später knöchernen Nähte nennt man Suturae (Abb. 1.22). An der Berührungsstelle der beiden Scheitelbeine entsteht die längs verlaufende Pfeilnaht (Sutura sagittalis), Pfeilnahtzwischen Stirnbein und den beiden ScheitelbeinenSuturasagittalisSchädelnaht die quer verlaufende SuturacoronalisKranznaht (Sutura coronalis) Kranznahtund zwischen Hinterhauptbein und den Scheitelbeinen die ebenfalls quer verlaufende LambdanahtLambdanaht (Sutura lambdoidea).Suturalambdoidea
Um eine stabilere gegenseitige Haftung über ihre Synarthrosen zu erreichen, sind die Knochen an ihren Kontaktstellen wellenförmig miteinander verzahnt. Nach der Verknöcherung ihrer Nähte ab dem 30.–40. Lebensjahr sind die Knochen der Kalotte unbeweglich miteinander verbunden, behalten allerdings nach der Lehre der Kraniosakraltherapie auch im hohen Alter noch eine gewisse gegenseitige Restbeweglichkeit.
Fontanellen
Beim Neugeborenen bestehen noch ausgedehnte Knochenlücken (Abb. 1.23) einerseits am Treffpunkt von PfeFontanellenil- und Kranznaht zwischen Stirnbein und den beiden Scheitelbeinen (= große Fontanelle) und andererseits zwischen Hinterhauptbein und den beiden Scheitelbeinen (= kleine Fontanelle). Die kleine Fontanelle schließt sich knöchern innerhalb der ersten 3–4 Monate. Die große Fontanelle ist erst nach etwa 24 Monaten vollständig geschlossen. Dies kann bei Säuglingen und Kleinkindern dazu genutzt werden, mittels Ultraschall Gehirnstrukturen und Ventrikel zu beurteilen. Der Knochen selbst kann vom Ultraschall nicht durchdrungen werden. Zusätzlich kann ein erhöhter oder auch erniedrigter Hirndruck allein aus dem Aspekt sowie vorsichtigem Druck mit den Fingern auf die Weichteile der Fontanellen (Oberhaut + Hirnhäute) erkannt werden, weil sich in derartigen Fällen die Fontanellen derb nach außen vorwölben, mit erhöhtem Gegendruck, bzw. eingesunken sind.
Stirnbein
Das Stirnbein (StirnbeinOsfrontaleOs frontale; Abb. 1.22) bildet die Stirn und die kraniale (besser: rostrale) Überdachung der Orbita (= knöcherne Augenhöhle). OrbitaAuf seiner Rückseite baut es gemeinsam mit Teilen des Os sphenoidale und Os ethmoidale den Boden der vorderen Schädelgrube Schädelgrubevordereauf (Abb. 1.24). Der vorne mittig befindliche Anteil der Schädelgrube besteht aus dem Hahnenkamm (Crista galli) des Os ethmoidale und den beidseits hiervon liegenden Siebbeinplatten (Laminae cribrosae), durch deren kleine Öffnungen der N. olfactorius (I. Hirnnerv) aus dem oberen Teil der Nase zur vorderen Schädelgrube zieht.
Scheitelbein
BeimScheitelbein OsparietaleScheitelbein (Os parietale; Abb. 1.22) handelt es sich um einen rechteckigen, flachen, gleichmäßig gebogenen Knochen, der den größten Anteil des Schädeldachs bildet. Nach vorne grenzt es ans Stirnbein, nach hinten ans Hinterhauptbein und nach unten ans Schläfenbein. Außerdem besitzt es nach vorne unten auch eine Berührungsfläche mit dem Keilbein. Über die Pfeilnaht sind die Scheitelbeine in der Mediansagittalen miteinander verwachsen.
Schläfenbein
Das Schläfenbein OstemporaleSchläfenbein (Os temporale; Abb. 1.25) bildet zum Schädelinneren hin den größten Teil derSchädelgrubemittlere mittleren Schädelgrube (Abb. 1.24). Es lässt sich in 3 verschiedene Anteile untergliedern:
  • Pars squamosa (Schläfenbeinschuppe): SchläfenbeinschuppeParssquamosaAus diesem vorn oben befindlichen, flächigen Teil geht der nach vorne zum Jochbein ziehende Jochbeinbogen (Arcus zygomaticus) Jochbeinbogenhervor. ArcuszygomaticusAm Beginn dieses Bogens findetParssquamosa sich unten eine kleine Grube (Fossa mandibularis), die mit dem Processus condylaris der Mandibula (Unterkiefer) zum KiefergelenkKiefergelenk artikuliert.

  • Pars petrosa (Felsenbein): ParspetrosaFelsenbeinDieser Teil erhebt sich als dorsale Begrenzung der mittleren Schädelgrube hinter der Schläfenbeinschuppe und enthält Innenohr mit Hör- und Gleichgewichtsorgan sowie innerem Gehörgang. Die A. carotis interna zieht durch das Felsenbein ins Schädelinnere. Dorsal und unten, damit auch dorsal des Ohrs, sieht man den Warzenfortsatz (Proc. mastoideus). WarzenfortsatzProcessusmastoideusDas Mastoid ist mit Schleimhaut ausgekleidet und lufthaltig (pneumatisiert), weil es mit dem Mittelohr in Verbindung steht. Vor dem Mastoid findet sich, nach innen versetzt, ein griffelförmiger Processusstyloideus (Os temporale)Fortsatz (Proc. styloideus), der dem Ansatz von Muskeln dient.

  • Pars tympanica: ParstympanicaVor dem MastoidMastoid befindet sich das Mittelohr mit Paukenhöhle (Tympanon) und Ohrtrompete (Tuba auditiva) als Verbindung zwischen Paukenhöhle und Rachen. Außerdem gehören die knöchernen Anfangsteile des äußeren Gehörgangs (Meatus acusticus externus)Gehörgang, äußerer zu diesem Teil des Schläfenbeins. In der Paukenhöhle befinden sich die 3 Gehörknöchelchen Hammer, Amboss und Steigbügel (Fach Sinnesorgane). Die Paukenhöhle liegt überwiegend noch im Felsenbein und kann deshalb ungeachtet ihrer Namensgebung (Tympanon) auch zur Pars petrosa gerechnet werden, sodass für die Pars tympanica gerade noch das Stückchen Knochen ab dem Trommelfell nach außen übrig bleiben würde. Glücklicherweise besitzen derlei Feinheiten nicht nur für die Heilpraktikerprüfung keinerlei Bedeutung.

Keilbein
Das Keilbein (Os sphenoidale; Abb. 1.26) Keilbein(e)Ossphenoidaleerstreckt sich als zentraler Knochen der Schädelbasis zwischen Stirnbein und Schläfenbein quer durch den gesamten Schädel und bildet beiderseits einen kleinen Anteil der Kalotte, eingerahmt von Schläfen-, Scheitel-, Joch- und Stirnbein. Gut auf der Abbildung zu erkennen sind die 4 Flügel des Keilbeins:
  • 2 große und breit ausladende KeilbeinflügelFlügel (Alae majores), die auf ihrem Weg zur Schädelkalotte an den Augenhöhlen vorbeiziehen, deren hintere Begrenzung bilden und sich am Aufbau der mittleren Schädelgrube beteiligen (Abb. 1.24)

  • 2 kleinere Flügel (Alae minores), die sich oberhalb von den großen befinden und Anteil am Aufbau der vorderen Schädelgrube haben

Keilbeinhöhle und Türkensattel
Zentral (median) im Keilbeinkörper befindet sich der SinussphenoidalisSinus sphenoidalis (Keilbeinhöhle),Keilbeinhöhle eine der vier Nasennebenhöhlen. Betrachtet man die Schädelbasis von innen (Abb. 1.26), erkennt man dorsal der Keilbeinhöhle (des Keilbeinkörpers) Keilbeinhöhleeine knöcherne Einsenkung, die nach Türkensattelihrem Aussehen als Türkensattel (Sella turcica) Sella turcicabezeichnet wird. In die Aussparung der Sella turcica eingelassen findet sich die Hirnanhangsdrüse (Hypophyse), eine übergeordnete Hormondrüse, die nach rostral über eine Gewebebrücke mit dem Hypothalamus verbunden ist (Fach Endokrinologie). Auf den beiden Seiten von Sella turcica bzw. Hypophyse befindet sich als großes venöses Sammelbecken, in das auch Blut aus dem Gesichtsbereich abfließt, derSinuscavernosus Sinus cavernosus.

Pathologie

Es gilt zu beachten, dass Keilbeinhöhle und Türkensattel lediglich durch eine sehr dünne Knochenlamelle voneinander getrennt sind. Eitrige Prozesse der Keilbeinhöhle (bakterielle Sinusitis sphenoidalis) können diese knöcherne Barriere im Einzelfall durchbrechen und damit zur lebensgefährdenden Beteiligung zerebraler Strukturen führen.

Hinterhauptbein
Das HinterhauptbeinHinterhauptsbein (Os occipitale; Abb. 1.27) OsoccipitalebildetForamenmagnum gemeinsam mit dorsalen Anteilen der HypophyseSchläfenbeine die hintere Schädelgrube (Abb. 1.24), Schädelgrubehinterein der das Kleinhirn liegt.Hinterhauptsloch, großes Durch das große Hinterhauptsloch (Foramen magnum) zieht das Rückenmark nach kranial und wird an dieser Stelle sprachlich zum verlängerten Mark (Medulla oblongata).
Seitlich vom Foramen magnum sind 2 Gelenkflächen (Condylus occipitalis)Condylusoccipitalis zu erkennen, die mit dem obersten Halswirbel (Atlas) ein Eigelenk Atlasausbilden. Diese Gelenke werden auch als (obere) Kopfgelenke KopfgelenkeBlockadenBlockadenKopfgelenkebezeichnet. Kleine Verkantungen (Blockaden) in diesen Gelenken können zu schwersten Störungen führen (Kap. 3.4.1, Kap. 3.4.2).
Gesichtsschädel
Der GesichtsschädelGesichtsschädel (Abb. 1.28) besteht einschließlich der Gehörknöchelchen und des Zungenbeins aus über 20 Knochen. Dabei ist allerdings zu berücksichtigen, dass die Mehrzahl der Knöchelchen doppelt vorhanden ist, also auch doppelt gezählt werden muss. Lediglich Ober- und Unterkiefer, Pflugscharbein und Zungenbein stellen singuläre Knochen dar. Zu den Knochen des Gesichtsschädels zählen:
  • Siebbein (Os ethmoidale)

  • Nasenbein (Os nasale)

  • Tränenbein (Os lacrimale)

  • untere Nasenmuschel (Concha nasalis inferior)

  • Pflugscharbein (Vomer)

  • Jochbein (Os zygomaticum)

  • Gaumenbein (Os palatinum)

  • Oberkiefer (Maxilla)

  • Unterkiefer (Mandibula)

  • Zungenbein (Os hyoideum)

  • Hammer (Malleus)

  • Amboss (Incus)

  • Steigbügel (Stapes)

Dazu gesellen sich noch Stirnbein, Schläfenbein und Keilbein, die damit zu beiden Schädelanteilen gerechnet werden.
Jochbein
Das JochbeinJochbein (Os zygomaticum; Abb. 1.28) Oszygomaticumbildet das Relief der Wange und die laterale sowie Teile der unteren Begrenzung der Orbita. Es grenzt an Maxilla, Stirn-, Keil- und Schläfenbein.
Schläfenbein
Das SchläfenbeinSchläfenbein (Os temporale; Abb. 1.28) Ostemporalebildet mit einem präaurikulär (= vor dem Ohr) nach ventral laufenden Bogen (Arcus zygomaticus) die Gelenkpfanne für die Artikulation mit dem Proc. condylaris der Mandibula (= Kiefergelenk).Kiefergelenk
Oberkiefer
Der OberkieferOberkiefer (Maxilla; Abb. 1.28) Maxillabildet den zentralen Anteil des Gesichtsschädels. Er baut den Boden der Orbita auf, begrenzt beiderseits das Nasenbein und trägt kaudal, eingelassen in knöcherne Lücken (Alveolen) die obere Zahnreihe. Die Kieferhöhlen (= Nasennebenhöhlen)Kieferhöhle sind auf Abb. 1.30 und Abb. 1.31 dargestellt.Nasennebenhöhlen
Unterkiefer
Der UnterkieferUnterkiefer (Mandibula; Abb. 1.28), Mandibulader größte und schwerste Gesichtsknochen, begrenzt den Gesichtsschädel nach kaudal, artikuliert mit dem Schläfenbein zum Kiefergelenk (Abb. 1.29) und trägt in seinen Alveolen die untere Zahnreihe. Er ist gleichzeitig der einzige bewegliche Knochen am Schädel des Erwachsenen, wenn man einmal vom Zungenbein absieht. Als UnterkieferwinkelAngulusmandibulaeUnterkieferwinkel (Angulus mandibulae) bezeichnet man die unteren, hinteren, abgerundeten Ecken des Kieferknochens.
Auf beiden Seiten des Kinns befindet sich eine Öffnung mit dem Namen ForamenmentaleNervusmentalisForamen mentale. Diese Foramina bilden die Durchtrittsstellen des 3. Astes (= N. mentalis) des 5. Hirnnerven (N. trigeminus), der hier einer groben Überprüfung auf Druckschmerzhaftigkeit zugänglich ist. Entsprechende Foramina für die ersten beiden Äste des N. trigeminus (N. supraorbitalis und N. infraorbitalis) finden sich imForamenmentale Stirnbein (Foramen supraorbitale) sowie in der Maxilla (Foramen infraorbitale).Forameninfraorbitale
Kiefergelenk (Abb. 1.29)
Der Unterkiefer ist Kiefergelenküber das Caput (Condylus) mandibulae seines Proc. condylaris gelenkig verbunden, aber nicht mit dem Oberkiefer, wie man mutmaßen könnte. Vielmehr artikuliert der Gelenkkopf dieses Fortsatzes mit der Fossa mandibularis des Os temporale. Das Kiefergelenk ist vor dem Ohr zu tasten. Seine beiden Gelenkflächen vollführen bei der Öffnung des Mundes bzw. den ProcessuscondylarisKaubewegungen sehr komplexe Bewegungsmuster ohne starre Gelenkachse, bei denen das Caput mandibulae regelrecht nach vorne über einen faserknorpeligen Discus articularis aus der Fossa mandibularis herausgleiten kann. Durch gleichzeitige Rotation in der Transversal- und Sagittalebene sowie Seitwärtsbewegungen besitzt das Kiefergelenk etwas, was eigentlich nicht möglich scheint, nämlich 4 Freiheitsgrade.
Ventral des Proc. condylaris mit seiner gelenkigen Verbindung befindet sich ein weiterer knöcherner Fortsatz mit der Bezeichnung Proc. coronoideus, Processuscoronoideusder bei geschlossenem Mund medial unter den Jochbogen passt, gemeinsam mit den Zähnen eine Anschlagsbegrenzung bildet und dem stärksten KaumuskelMusculus(-i)temporalis (M. temporalis) zum Ansatz dient.
Tränenbein
Das TränenbeinTränenbein (Os lacrimale; Abb. 1.28), Oslacrimaleein winziges Knöchelchen, bildet den vorderen, medialen Rand der Orbita.
Siebbein
Das SiebbeinSiebbein (Os ethmoidale; Abb. 1.30) füllt den Raum zwischen den beiden Orbitae und bildet damit Osethmoidaleauch den Hauptanteil deren medialen Begrenzung. Es liegt dorsal und unterhalb von Nasenbein und angrenzendem Stirnbein. Das Siebbein enthält miteinander kommunizierende, luftgefüllte Hohlräume, die sog. Siebbeinzellen, Siebbeinzellendie in ihrer Summe eine der 4 Nasennebenhöhlen bilden (Sinus ethmoidalis oder auch Cellulae ethmoidales). Es verbindet diesen schleimhautausgekleideten Hohlraum ebenso mit dem Nasenraum wie die 3 weiteren, lufthaltigen Nasennebenhöhlen: Stirnhöhlen (Sinus frontalis) StirnhöhleSinusfrontalisdes Stirnbeins, linke und rechte Kieferhöhle derKieferhöhle Maxilla (Sinus maxillaris) Sinusmaxillarissowie KeilbeinhöhleKeilbeinhöhle des Os sphenoidale (Sinus sphenoidalis).Sinussphenoidalis
Zentral im SiebbeinzellenSiebbein findet sich eine dünne Knochenlamelle, die den oberen Anteil der knöchernen Nasenscheidewand bildet (unterer Anteil = Vomer).Vomer Das Os ethmoidale bildet Ausstülpungen in den Nasenraum (obere und mittlere Nasenmuschel = Concha nasalis) Nasenmuschelnsowie die, gewissermaßen als Fortsetzung der knöchernen Nasenscheidewand nach oben in die vordere Schädelgrube vorspringende Crista galli (Hahnenkamm), CristagallieingelassenVomer in die Siebbeinplatte (Lamina cribrosa SiebbeinplatteLamina cribrosaAuf der Siebbeinplatte liegt beidseits der Crista galli der I. Hirnnerv (Riechnerv = N. olfactorius; Fach Atmungsorgane, Fach Neurologie) bzw., genauer, dessen erste Umschaltstation, der Bulbus olfactorius.NervusolfactoriusBulbus, olfactorius
Orbita
Die OrbitaOrbitaAugenhöhle, knöcherne (knöcherne Augenhöhle; Abb. 1.28) wird von insgesamt 7 verschiedenen Knochen aufgebaut:
  • Keilbein (Os sphenoidale): dorsale Begrenzung

  • Stirnbein (Os frontale): Dach

  • Siebbein (Os ethmoidale): mediale Begrenzung

  • Tränenbein (Os lacrimale) medial gelegen, vor dem Os ethmoidale

  • Oberkiefer (Maxilla): medialer Boden

  • Jochbein (Os zygomaticum): JochbeinOszygomaticumlaterale Begrenzung und lateraler Boden

  • Gaumenbein (Os palatinum):GaumenbeinOspalatinum besitzt vom harten Gaumen aus einen Ausläufer nach rostral und bildet mit dessen Ende eine winzige dreieckige Fläche im hinteren Anteil des Orbitabodens

Nase
Die NaseNase ist in ihrem vorderen Anteil aus hyalinem Knorpel aufgebaut und in ihrem dorsalen Abschnitt aus Knochen. In diesem hinteren Anteil bildet der Vomer (Pflugscharbein) den unteren Anteil der Nasenscheidewand (Septum nasi), ein lamellenartiger Ausläufer des Siebbeins Siebbeinden oberen (Abb. 1.30).Nasenscheidewand
Dem hinteren Teil der Nase aufgelagert finden sich die beiden NasenbeineNasenbeine (Os nasale; Abb. 1.28). OsnasaleNasenbeineVon lateral her stülpen sich 3 Nasenmuscheln (Conchae nasales)Nasenmuscheln Conchae nasalesin den Nasenraum und unterteilen die eigentlich sehr große Höhle in beidseits 3 schmale Nasengänge (Meatus nasi).NasengängeMeatus nasi Die beiden oberen Muscheln (Concha nasalis superior und medius) stellen lediglich Ausstülpungen des Siebbeins dar, während die untere Nasenmuschel als eigenständiger Knochen gewertet wird. Genauer besprochen wird die Nase im Fach Atmungsorgane.
Nasennebenhöhlen
Zu den NasennebenhöhlenNasennebenhöhlen (Abb. 1.31) gehören zusammengefasst die folgenden knöchernen, mit Schleimhaut ausgekleideten Hohlräume. Sie stehen mit dem Nasenraum über schmale Gänge in Verbindung und sind deswegen pneumatisiert (lufthaltig):
  • Stirnhöhle (Sinus frontalis) StirnhöhleSinusfrontalis

  • Kieferhöhle (Sinus maxillaris) KieferhöhleSinusmaxillaris

  • Keilbeinhöhle (Sinus sphenoidalis)KeilbeinhöhleSinussphenoidalis

  • Siebbeinzellen (Cellulae ethmoidales bzw. Sinus ethmoidalis)SiebbeinzellenSinusethmoidalis

Es gibt demnach 4 Nasennebenhöhlen. Rechnet man die Höhlen entsprechend ihres tatsächlichen Vorkommens jeweils doppelt, so sind es 8.
Die Nasennebenhöhlen sind bei der Geburt lediglich rudimentär angelegt und entwickeln sich erst in den folgenden Jahren. Besonders lange zu ihrer Entwicklung brauchen die Stirnhöhle (8.–10. Lebensjahr) Stirnhöhleund v. a. die Keilbeinhöhle, die erst um das 20. Lebensjahr herum, also mit Abschluss der Pubertät, voll ausgebildet ist.
Ohrtrompete
PneumatisiertOhrtrompeteTuba auditiva durch seine Verbindung mit dem Nasen-Rachen-Raum ist neben den Nasennebenhöhlen auchProcessusmastoideus der Proc. mastoideus (Mastoid)Mastoid des Schläfenbeins über den Raum des Mittelohrs (= Paukenhöhle). Die PaukenhöhlePaukenhöhle erhält die Luft der Außenwelt über die Ohrtrompete (Tuba auditiva, Eustachische Röhre), Eustachische Röhreeinem engen, schleimhautbedeckten Kanal aus elastischem Knorpel, der seitlich aus dem oberen Teil des Rachens (Fach Atmungsorgane) entspringt. Das Mastoid befindet sich dorsal des Mittelohrs und wird über kleine knöcherne Lücken dazwischen belüftet. Ausgekleidet wird es wie alle anderen inneren Körperoberflächen, die mit der Außenwelt in Verbindung stehen (Nebenhöhlen + Mittelohr, Atemwege, Verdauungstrakt, Harnwege), von einer Schleimhaut.
Zungenbein
Beim ZungenbeinZungenbeinOshyoideum (Os hyoideum; Abb. 1.32) handelt es sich um einen kleinen hufeisenförmigen Knochen. Er befindet sich kranial des Kehlkopfs und ist mit diesem nicht über Gelenke, sondern über kräftige Ligamente verbunden. Neben der Zunge setzen zahlreiche weitere Muskeln an ihm an, sichern so seine Stabilität im Raum und ermöglichen seine Funktionen z. B. beim Schluckreflex, bei dem durch sein Abweichen nach oben auch der gesamte Kehlkopf um einige Zentimeter nach kranial gezogen wird.

Merke

Das Zungenbein ist der einzige Knochen des menschlichen Körpers, der keinerlei direkte Verbindung zu einem weiteren Knochen hat.

Zusammenfassung

Knochen des Schädels

Am Schädel werden Hirnschädel (Schädeldach, Schädelkalotte) und Gesichtsschädel unterschieden.

Schädeldach

Es besteht aus folgenden Knochen:
  • Os frontale (Stirnbein) mit den Stirnhöhlen (Sinus frontalis)

  • paarige Ossa parietalia (Scheitelbeine): sind durch die Pfeilnaht (Sutura sagittalis) miteinander verbunden

  • paarige Ossa temporalia (Schläfenbeine), jeweils bestehend aus:

    • Pars squamosa (Schläfenbeinschuppe), bildet über den Arcus zygomaticus die Gelenkpfanne für das Kiefergelenk

    • Pars petrosa (Felsenbein) mit Hör- und Gleichgewichtsorgan, innerem Gehörgang und lufthaltigem Warzenfortsatz

    • Pars tympanica mit Mittelohr und Teilen des äußeren Gehörgangs

  • Os sphenoidale (Keilbein) mit Keilbeinhöhle (Sinus sphenoidalis) und Türkensattel

  • Os occipitale (Hinterhauptbein) mit Foramen magnum und Gelenkflächen für das Gelenk mit dem 1. Halswirbel (Atlas)

Schädelnähte

Sie verbinden die Knochen des Hirnschädels zunächst bindegewebig, später knöchern miteinander und weiten sich beim Säugling noch zur großen und kleinen Fontanelle.
  • Pfeilnaht (Sutura sagittalis)

  • Kranznaht (Sutura coronalis)

  • Lambdanaht (Sutura lambdoidea)

Gesichtsschädel

Er besteht aus folgenden Knochen:
  • Os zygomaticum (Jochbein)

  • Maxilla (Oberkiefer): enthält die paarigen luftgefüllten Kieferhöhlen (Sinus maxillaris), trägt die Oberkieferzähne

  • Mandibula (Unterkiefer): artikuliert mit dem Arcus zygomaticus des Schläfenbeins zum Kiefergelenk, trägt die Unterkieferzähne

  • Os lacrimale (Tränenbein)

  • Os ethmoidale (Siebbein) mit oberer und mittlerer Nasenmuschel (Concha nasalis superior und medius): enthält die luftgefüllten Siebbeinzellen (Cellulae ethmoidales)

  • Os nasale (Nasenbein)

  • Vomer (Pflugscharbein): bildet den unteren Teil des knöchernen Nasenseptums

  • Os palatinum (Gaumenbein)

  • Gehörknöchelchen (Hammer, Amboss, Steigbügel)

  • Os hyoideum (Zungenbein)

Knöcherne Augenhöhle (Orbita)

  • wird aus Anteilen von 7 verschiedenen Knochen des Schädels aufgebaut

Nasennebenhöhlen

  • Stirnhöhle, Kieferhöhle, Keilbeinhöhle, Siebbeinzellen

Larynx

Der LarynxLarynx (Kehlkopf)Kehlkopf bildet den Übergang zwischen Rachen und Luftröhre. Er wird nicht mehr zum Kopf gerechnet. Sein Vorsprung wird v. a. beim Mann ventral am Hals sichtbar, weshalb er als „Adamsapfel“Adamsapfel bezeichnet wird. Er besitzt wichtige Funktionen für das Sprechen, indem die enthaltenen Stimmbänder beim Durchtritt von Luft in der gewünschten Tonhöhe zum Schwingen gebracht werden. Weitere wesentliche Funktionen bestehen in der Trennung von Luft- und Speisewegen sowie, über einen luftdichten Verschluss der Stimmbänder, die Mithilfe bei der Erzeugung eines thorakalen Überdrucks (Husten, Niesen, Bauchpresse).
Der Kehlkopf baut sich aus knorpeligen Strukturen auf (Abb. 1.32):
  • Ringknorpel (Cartilago cricoidea): CartilagocricoideaRingknorpelliegt kaudal; dient dazu, sowohl den Kehlkopf selbst als auch den Übergang zur Luftröhre zu verstärken, damit die Luftwege offen bleiben

  • Kehldeckel (Epiglottis): KehldeckelEpiglottis liegt klappenähnlich auf den weiteren Kehlkopfstrukturen; bildet den Übergang zum Pharynx und verschließt die Luftwege während des Schluckens

  • Schildknorpel (Cartilago thyroidea): SchildknorpelCartilagothyroidea Er ist „schildförmig“ dorsal offen, liegt zwischen Ringknorpel und Kehldeckel, begrenzt den Kehlkopf nach ventral und nimmt seinen größten Raum ein. Er verankert sowohl die Epiglottis als auch die Stimmbänder, Stimmbänderdie von hier aus nach dorsal zu den beidenStellknorpel Stellknorpeln = „Aryknorpeln“ (Cartilago arytaenoidea) amAryknorpel CartilagoarytaenoideaOberrand des Cricoids ziehen. Die Grundhöhe der Stimme hängt in hohem Maße von der Elastizität, Spannung und Länge der Stimmbänder ab. Sobald sich (neben dem ausgeprägten Wachstum des Kehlkopfs einschließlich der Stimmbänder) der Winkel der Cartilago thyroidea bei Jungen in der Pubertät verändert, vermindert sich die Spannung der Stimmbänder und die Stimme wird tiefer.

Die Epiglottis besteht aus elastischem Knorpel, die weiteren Strukturen aus hyalinem. Genauer besprochen werden Anatomie und Funktion des Kehlkopfs im Fach Atmungsorgane.

Wirbelsäule

Die WirbelsäuleWirbelsäule (Columna vertebralis; Abb. 1.33)Columna vertebralis verleiht dem Körper Stabilität und ermöglicht dem Menschen seinen aufrechten Gang. Brustkorb, Becken und Schädel sind an ihr befestigt. In ihrem Inneren liegt das Rückenmark optimal geschützt. Sie besteht aus 28–29 einzelnen Wirbeln (Vertebrae), deren Wirbelkörper (Corpus vertebrae) jeweils durch Scheiben aus sehr widerstandsfähigem Faserknorpel (Zwischenwirbelscheiben = Bandscheiben = Disci intervertebrales) voneinander getrennt sind.
Die 7 Halswirbel, 12 Brustwirbel und 5 Lendenwirbel HalswirbelBrustwirbelsind Lendenwirbeljeweils gelenkig untereinander verbunden und ermöglichen so die Bewegungen der Wirbelsäule. Dagegen sind die 5 Sakralwirbel Sakralwirbelab dem frühen Erwachsenenalter starr miteinander zum Kreuzbein (Os sacrum)KreuzbeinOssacrum verschmolzen und werden deshalb bei der Auflistung der einzelnen Wirbel auch nur als Einzelknochen „gewertet“. Die Zwischenwirbelscheiben bleiben teilweise rudimentär erhalten. Die 3–4 SteißbeinwirbelSteißbeinwirbel sind nur teilweise gelenkig untereinander verbunden und erhalten dadurch auch nur eine teilweise und geringe Beweglichkeit, jedoch bleiben Kreuzbein und Steißbein insgesamt gegeneinander beweglich.
Schwingungen der Wirbelsäule
Physiologische Schwingungen
Bei der Geburt ist die WirbelsäuleWirbelsäuleSchwingungen noch weitgehend gerade. Erst im Verlauf der ersten Lebensjahre erhält sie ihre typischen Schwingungen mit konkaver Anordnung der Halswirbel (Halslordose), Halslordosekonvexer Biegung der Brustwirbelsäule (Brustkyphose), Brustkyphosewiederum konkaver Lendenwirbelsäule (LWS-Lordose) LWS-Lordoseund abschließender, kyphotischer Biegung von Kreuzbein und Steißbein nach ventral.

Merke

Im Hals- und Lendenbereich findet man eine Lordose (also hohl).

Pathologische Schwingungen
Eine pathologische Überbetonung der Brustkyphose führt zum Rundrücken bzw. zum Hohlrundrücken, Hohlrundrückenwenn die LWS gleichzeitig hyperlordosiert ist. Eine zu gering ausgebildete Kyphosierung im BWS-Bereich nennt man Flachrücken, FlachrückenRundrückendie (alleinige) Hyperlordosierung der LWS Hohlrücken (Hohlkreuz)HohlrückenHohlkreuz (Abb. 1.34).
Bei der Aufsicht von dorsal oder ventral ist die Wirbelsäule idealerweise gerade, also ohne seitliche Abweichungen. Eine mehr oder weniger starke Verkrümmung (Seitverbiegung) nennt manSkoliose Skoliose (Abb. 1.35). Ist die Wirbelsäule dabei zusätzlich in ihrer Achse verdreht, spricht man von einer Torsionsskoliose.Torsionsskoliose Eine Skoliose kann zu Rückenschmerzen führen. Es gibt aber zahlreiche Menschen, die trotz ausgeprägter Skoliose keinerlei Beschwerden haben. Umgekehrt gibt es Menschen mit Rückenschmerzen, bei denen die Wirbelsäule vollständig im Lot steht.
Zwischenwirbelscheiben
Die ZwischenwirbelscheibenZwischenwirbelscheiben (Bandscheiben, Disci intervertebrales; Abb. 1.36) BandscheibenDisci intervertebralesdienen einerseits der Pufferung entsprechender Belastungen und sind andererseits Voraussetzung für die Beweglichkeit der Wirbelsäule. Sie besitzen zentral einen weichen, nachgiebigen, strukturlosen Gallertkern (Nucleus pulposus), GallertkernNucleus pulposusder allseits von einem derben Ring Bandscheibenaus FaserknorpelFaserknorpel (Anulus fibrosus) Anulus fibrosusumgeben ist. Aus diesem in die benachbarten Wirbelkörper einstrahlende Fasern dienen der Verankerung. Ein Discus intervertebralis passt von seiner Ausdehnung her exakt zwischen den kranial und kaudal benachbarten Wirbelkörper; seine Höhe ist allerdings deutlich geringer. Die äußere Form der Zwischenwirbelscheiben ist keilförmig, um sich den Schwingungen der Wirbelsäule anzupassen. In HWS und LWS sind sie vorne, in der BWS hinten höher. Entsprechend den Wirbeln nehmen auch sie von kranial nach kaudal an Dicke und Durchmesser zu.
Wesentlich sind die Stabilität des Anulus fibrosus, der extremen Belastungen standzuhalten hat, sowie die Nachgiebigkeit des Gallertkerns, wodurch Bewegungen in den Zwischenwirbelgelenken ermöglicht werden: Die Gelenkfortsätze (Processus articulares) bilden eine knöcherne Einheit mit ihren Wirbeln, sodass ohne ausreichende Nachgiebigkeit der Zwischenwirbelscheiben keine Bewegungen in der Wirbelsäule möglich wären.

Pathologie

Die Degeneration und Höhenminderung der Disci intervertebrales mit zunehmendem Lebensalter (Beginn bereits um das 20. Lebensjahr) beinhaltet auch eine zunehmende Eintrocknung des Nucleus pulposus, worunter die Beweglichkeit in den Zwischenwirbelgelenken leiden muss.

Anatomie der Wirbel
Der Bau der einzelnen Wirbel (Vertebrae; Abb. 1.37) ist in den einzelnen Wirbelsäulenabschnitten prinzipiell identisch mit nur wenigen Abweichungen. Der ventral liegende Wirbelkörper (Corpus vertebrae) gWirbelkörpereht dorsal in den Wirbelbogen (Arcus vertebrae) WirbelbogenArcusvertebraeüber und bildet mit Wirbeldiesem eine knöcherne, gelenkfreie Einheit.Vertebra Am Wirbelbogen entstehen verschiedene knöcherne Fortsätze:
  • Dorsal liegt in der Mediansagittalen der ProcessusspinosusDornfortsatz, WirbelDornfortsatz (Proc. spinosus). An HWS und LWS steht er fast waagrecht, an der BWS schräg nach kaudal. Starke Bänder verbinden die Dornfortsätze untereinander und geben der Wirbelsäule zusätzlichen Halt. Daneben dienen sie als Ursprung für die oberflächliche Muskulatur des Rückens (M. trapezius und M. latissimus dorsi). Kraniales (Atlas) und kaudales Ende der Wirbelsäule (Steißbein) tragen keine Dornfortsätze.

  • Seitlich am Wirbelbogen liegen beiderseits dieQuerfortsätze, WirbelProcessustransversus Querfortsätze (Processus transversi), die als Hebelarme für Muskeln dienen. Außerdem tragen sie in der BWS beidseits je eine Gelenkfläche für die zugehörige Rippe.

Der Wirbelbogen ist dort, wo er vom Wirbelkörper abgeht, am oberen Rand leicht, am unteren aber tief eingeschnürt (Incisura vertebralis superior et inferior). Diese Einschnürungen ergänzen sich mit den Einschnürungen des kranial bzw. kaudal benachbarten Wirbels zu den ZwischenwirbellöcherZwischenwirbellöchern (Foramen intervertebrale; Abb. 1.38), Foramenintervertebralean denen Nerven (und Blutgefäße) hindurchtreten und noch im Bereich der Zwischenwirbellöcher Spinalganglien bilden.Spinalganglien
Das Wirbelloch (Foramen vertebrale) WirbellochForamenvertebralewird vom Wirbelbogen gebildet. Die exakt übereinander liegenden Wirbelbögen mit ihrem zentralen Wirbelloch bilden in ihrer Summe einen vollständigen knöchernen Kanal in der Wirbelsäule, der vom Atlas bis in den Sakralbereich reicht und das Rückenmark beherbergt. Dasselbe endet allerdings bereits in Höhe L1/L2, sodass ab hier nur noch die Nervenfasern nach kaudal weiterziehen. Wegen ihres Aussehens bezeichnet man die Gesamtheit dieser Nerven als Cauda equina (Pferdeschweif) (Fach Neurologie).Cauda equinaPferdeschweif

Pathologie

Eine mechanische Bedrängung und Schädigung der Nervenfasern in ihrem knöchernen Kanal unterhalb L2 wird als Kauda-Syndrom Kauda-Syndrombezeichnet. Ursächlich können Frakturen, Tumoren oder ein medialer Bandscheibenvorfall in Frage kommen. Die wichtigsten Symptome bestehen in Schmerzen, Parästhesien und schlaffen Lähmungen in Becken und Beinen sowie Störungen der Funktion von Blase und Mastdarm. Das Kauda-Syndrom ist als dringlicher Notfall anzusehen.

Intervertebralgelenke
Jeder Wirbel ist mit Intervertebralgelenkeden kranial und kaudal benachbarten Wirbeln beweglich über jeweils 2 obere und 2 untere Gelenke verbunden, sofern er nicht, wie beim Kreuzbein, knöchern mit ihnen verwachsen ist. Für diese Artikulationen dienen weitere Fortsätze des Wirbelbogens – 2 obere Gelenkfortsätze (Proc. articularis superior) sowie 2 untere (Proc. articularis inferior), die mit den Gelenkfortsätzen der benachbarten Wirbelbögen die kleinen Wirbelgelenke (Intervertebralgelenke, SpondylgelenkeSpondylgelenke von Spondylus = Wirbel; Abb. 1.38) bilden.Processusarticularis inferior/superiorWirbelgelenke
Die Anordnung der Gelenkflächen ist nicht in allen Abschnitten der Wirbelsäule identisch (Abb. 1.33c). Beispielsweise sind sie lumbal vertikal bzw. sagittal angeordnet, weshalb in der LWS praktisch keine Rotation möglich ist. Ihre nahezu horizontale Anordnung in der BWS ermöglicht dagegen eine ordentliche Rotation, aber dafür wenig Beugung.

Merke

Die Neigung des Rumpfes Rumpfneigungerfolgt in der LWS, seine Rotation in der BWS.

Pathologie

Die Wirbelkörper sind im Bereich der HWS noch relativ zierlich, um entsprechend der zunehmenden Belastung kaudalwärts immer größer und schwerer zu werden. Durch diese zunehmende Belastung kommt es im Bereich der LWS unter dem zusätzlichen Einfluss von Fehlbelastungen am ehesten und am häufigsten zu Schädigungen der Wirbel und ihrer Gelenke oder auch der Bandscheiben – z. B. einem BandscheibenvorfallBandscheibenvorfall mit möglicher mechanischer Schädigung der durch das Zwischenwirbelloch hindurchtretenden Nervenwurzeln sowie Beschwerden an den Strukturen, die von diesen Nerven versorgt werden. Ganz besonders häufig betroffen sind die Disci intervertebrales L4/5 und L5/S1 – also der Übergang von der LWS zum Kreuzbein (Sakrum).

Besonderheiten einzelner Wirbelsäulenabschnitte
HWS
Atlas
Der AtlasAtlas (1. Halswirbel; Abb. 1.39) ist der Träger des Kopfes. Er besitzt keinen Wirbelkörper, sondern besteht ausschließlich aus dem Wirbelbogen. Auch ein Dornfortsatz fehlt. Seine besonders langen Querfortsätze sind direkt vor dem Mastoid bei einiger Übung gut zu tasten und hinsichtlich einer Fehlstellung des Atlas bei vorliegender Gelenkblockade zu HWS (Halswirbelsäule);HWSbeurteilen (Kap. 3.4.1).
Über 2 nach kranial weisende Gelenkfortsätze (Proc. articularis superior) artikuliert der Atlas mit den Kondylen des Os occipitale zu den oberen Kopfgelenken (→ Eigelenke). In diesen Gelenken ist sowohl eine Nickbewegung (Inklination, Reklination) Kopfgelenkeobere/untereals auch eine nach seitwärts gerichtete Kippbewegung (Lateralflexion) möglich. Daraus geht gleichzeitig hervor, dass der gesamte Schädel ausschließlich auf den oberen Kopfgelenken ruht bzw. befestigt ist.
Die beiden Gelenkfortsätze an der Unterseite des Atlas artikulieren mit den oberen Gelenkflächen des Axis (2. Halswirbel) zu den unteren Kopfgelenken. Hier handelt es sich um plane Gleitgelenke. Über den Dens axis können Atlas und Axis auch gegeneinander rotieren.
Axis
Der AxisAxis (2. Halswirbel; Abb. 1.40) bildet im ventralen Anteil seines (kleinen) Wirbelkörpers einen senkrecht nach kranial ragenden FortsatzDens axis (Dens axis = Zahn des Axis), mit dem er mit dem inneren ventralen Anteil des Atlas ein Rad- bzw. Dreh- bzw. Zapfengelenk ausbildet.
Foramina transversaria
Den 6 obersten Halswirbeln ist gemein, dass sie in ihren Querfortsätzen Löcher (Foramina transversaria) aufweisen (Abb. 1.41), die in ihrer Summe einen knöchernen Kanal bilden, durch den die A. vertebralis Arteria(-ae)vertebralisnach kranial zieht, um den okzipitalen und basalen Anteil des Gehirns, Hirnstamm und Rückenmark mit Blut zu versorgen. Sie Foramentransversariumkommuniziert schließlich als A. cerebri posterior mit den Folgegefäßen der A. carotis interna (Fach Herz-Kreislauf-System, Fach Neurologie).
Dornfortsätze
Während der Atlas keinen Dornfortsatz besitzt, sind von sämtlichen (verbleibenden)Arteria(-ae)vertebralis Dornfortsätzen der Wirbelsäule allein diejenigen der Halswirbel II bis VI gegabelt (Abb. 1.41).
Vertebra prominens
Der 7. Halswirbel heißt Vertebra prominensVertebraprominens, weil sein Dornfortsatz nuchal (im Nacken) als deutlicher Höcker hervorspringt (prominent ist) und damit auch das Abzählen der Wirbel, also die Orientierung an der Wirbelsäule erleichtert (Abb. 1.33).
BWS
Knöcherne BWS (Brustwirbelsäule);BWSFortsätze u. a. zur Artikulation mit benachbarten Wirbeln entstehen üblicherweise ausschließlich am Arcus vertebrae. Nun tragen als Ausnahme auch die Wirbelkörper der BWS Gelenkflächen, dieRippen mit den Rippenköpfchen Rippenköpfchenartikulieren (Abb. 1.42). An den Querfortsätzen der Brustwirbel finden sich weitere Gelenke zur Artikulation mit dem Hals der zugehörigen Rippe. Die Rippen bilden also an ihrem Abgang von der Wirbelsäule direkt hintereinander 2 Gelenke – das erste mit dem Wirbelkörper (Kostovertebralgelenk) Kostovertebralgelenkund das direkt nachfolgende mit dem Querfortsatz desKostotransversalgelenk(e) Wirbelbogens (Kostotransversalgelenk).
Stabilisierung der Wirbelsäule
Bereits die Achse der Wirbelkörper WirbelsäuleStabilisierungmit den zwischengelagerten, faserknorpeligen Bandscheiben sorgt für Belastbarkeit und Stabilität. Ergänzt wird dies durch die Intervertebralgelenke mit ihren Gelenkkapseln und Bändern, deren Gelenkflächen im Wesentlichen nur geringgradige und gut definierte Bewegungen zulassen. Darüber hinaus bilden die Wirbelbögen mit ihren Wirbelkörpern eine knöcherne Einheit.
Zusätzliche Stabilität erhält die Wirbelsäule durch kräftige Bänder, die an der Ventral- wie an der Dorsalseite von Wirbelkörpern nebst Bandscheiben verlaufen (vorderes und hinteres Längsband; Lig. longitudinale anterius und posterius) (Abb. 1.43). Sie sind ventral nur mit den Wirbelkörpern verwachsen Ligamentum(-a)supraspinaliaLigamentum(-a)interspinaliaund dorsal nur mit den Zwischenwirbelscheiben. Wenn man dann noch berücksichtigt, dass jeder einzelne Wirbel über Bänder zwischen den Dornfortsätzen (Ligg. supra- und interspinalia) sowie Wirbelbögen (Ligg. flava) an jedem Ligamentum(-a)longitudinale anterius/posteriusNachbarwirbel befestigt ist, könnte es eher verwundern, dass überhaupt noch eine Restbeweglichkeit der Wirbelsäule erhalten bleibt.

Merke

Beim hinteren Längsband ist zu beachten, dass es im vordersten Anteil des Wirbel-Kanals zwischen Rückenmark und Wirbelkörper verläuft und dort an den Bandscheiben festgewachsen ist.

Zusammenfassung

Wirbelsäule (Columna vertebralis)

  • Aufgaben: ermöglicht den aufrechten Gang, dient als „Aufhängevorrichtung“ für die großen Körperhöhlen, schützt das Rückenmark; sie wird durch zahlreiche kräftige Bänder stabilisiert.

  • ist aufgebaut aus:

    • 7 Halswirbeln in konkaver Anordnung (Halslordose)

    • 12 Brustwirbeln in konvexer Anordnung (Brustkyphose)

    • 5 Lendenwirbeln in konkaver Anordnung (Lendenlordose)

    • Kreuzbein (Os sacrum), bestehend aus 5 miteinander verschmolzenen Sakralwirbeln in konvexer Anordnung (Sakralkyphose)

    • 3–4 Steißbeinwirbeln

  • Der Bauplan der einzelnen Wirbel ist prinzipiell identisch:

    • Wirbelkörper geht nach dorsal über in den

    • Wirbelbogen mit den Dorn- und Querfortsätzen, bildet mit dem jeweils benachbarten Wirbelbogen die

    • Zwischenwirbellöcher: hier treten Spinalnerven und Gefäße in den Rückenmarkskanal ein und aus.

    • Wirbelloch wird vom inneren Raum des Wirbelbogens gebildet, sämtliche Wirbellöcher bilden einen knöchernen Kanal, der das Rückenmark enthält.

  • Eine Sonderstellung nehmen die ersten zwei Halswirbel ein:

    • Atlas (1. Halswirbel): besteht lediglich aus dem Wirbelbogen, bildet Eigelenke mit der Schädelbasis (obere Kopfgelenke), über die unteren Kopfgelenke ist er verbunden mit dem 2. Halswirbel

    • Axis (2. Halswirbel): besitzt einen nach kranial gerichteten Knochenfortsatz (Dens axis), der mit dem Atlas ein Radgelenk bildet

  • Zwischenwirbelscheiben (Discus intervertebralis):

    • liegen zwischen den Wirbelkörpern

    • bestehen aus einem nachgiebigen Gallertkern (Nucleus pulposus), der von einem Faserring (Anulus fibrosus) umgeben ist

    • wirken als Puffer bei Belastungen und ermöglichen die Bewegungen in den Zwischenwirbelgelenken (gelenkige Verbindungen benachbarter Wirbel)

  • Die Rippen bilden an ihrem Abgang von der Brustwirbelsäule jeweils ein Gelenk mit dem Wirbelkörper (Kostovertebralgelenk) und ein Gelenk mit dem Wirbelbogen (Kostotransversalgelenk).

Thorax

Der knöcherne Brustkorb (Thorax)Thorax Brustkorb, knöchernerwird von Brustwirbelsäule, Brustbein (Sternum) und 12 Rippenpaaren (Costae als Plural von Costa = Rippe) gebildet (Abb. 1.44). Er bietet einen knöchernen Schutz RippenCostaefür Herz und Lunge – kaudal für die Oberbauchorgane Leber, Magen und Milz sowie teilweise auch für die Nieren. Seine Bewegungen vergrößern und verkleinern den intrathorakalen Raum und ermöglichen dadurch der Lunge Inspiration und Exspiration. Kranial dem Thorax aufgelagert bilden Schlüsselbeine (Claviculae) und Schulterblätter (Scapulae) gemeinsam den sog. Schultergürtel, an dem die Arme aufgehängt sind.
Sternum
Das SternumSternumBrustbein (Brustbein) ist ein platter Knochen, an dem 3 Anteile unterschieden werden (Abb. 1.45): kranial der Handgriff (Manubrium sterni), anschließend der eigentliche Brustbeinkörper (Corpus sterni) und nach kaudal abschließend der Schwertfortsatz (Proc. xiphoideus, Xiphoid). SchwertfortsatzProcessusxiphoideusDas XiphoidXiphoid bleibt bis ins höhere Lebensalter gegenüber dem Korpus teilweise beweglich. Für das Manubrium gilt dies Manubrium sterninur für die ersten Lebensjahre; danach entsteht eine Knochenhaft.
Entsprechend sämtlichen platten Knochen ist die Kompakta des Brustbeins aus Lamellenknochen aufgebaut, während sich im Inneren Spongiosa befindet. Das Brustbein enthält auch im fortgeschrittenen Lebensalter noch aktives Knochenmark. Dadurch, und durch seine oberflächliche Lage direkt unter der Haut, eignet es sich gut zur Knochenmarkpunktion (Sternalpunktion). Knochenmarkpunktion, SternumSternalpunktionMeist benutzt man aber dafür den Beckenkamm, weil dies für den Patienten weit weniger unangenehm ist.
Rippen
Bei den RippenRippen handelt es sich um flache, gebogene Knochen, die über jeweils 2 Gelenke an der Brustwirbelsäule befestigt sind (Abb. 1.44, Abb. 1.45). Der weitere Verlauf im Bogen nach ventral ist dann sehr unterschiedlich:
  • Nur die Rippen 1 bis 7 sind direkt mit dem Sternum verbunden und werden deshalb echte Rippen genannt. Die 1. Rippe ist hierbei durch Knorpelhaft (Synchondrose) SynchondrosenKnorpelhaft ans Brustbein geheftet (Abb. 1.47). Die Rippen 2 bis 7 bilden echte Gelenke (= Sternokostalgelenke) mit demselben.Sternokostalgelenke

  • Die Rippen 8 bis 10 enden knorpelig an der 7. Rippe. Da sie nicht direkt am Sternum angeheftet sind, bezeichnet man sie als falsche Rippen. Der Knorpel dieser Rippen bildet ventral die untere Begrenzung des Thorax. Gemeinsam mit dem knöchernen Anteil der 10. Rippe bilden sie denRippenbogen Rippenbogen, der medialepigastrischer Winkel im epigastrischen Winkel, also der Magengrube, endet. Die Rippenknorpel des Rippenbogens bilden an ihren jeweiligen Kontaktstellen ebenfalls Gelenke aus, bedeutsam für problemlose Bewegungen des Thorax.

  • Die beiden untersten Rippen 11 und 12 gehen ventral keine Verbindung ein und enden „blind“ bzw. frei. Sie heißen deshalb freie Rippen. Da sie nur dorsal an den Wirbeln befestigt sind, bleiben sie beweglich bzw. gegenüber mechanischem Druck nachgiebig.

Das sternale Ende der Rippen besteht aus hyalinem Knorpel. Bei maximaler Ein- und Ausatmung wird er verbogen, da die Sternokostalgelenke kein ausreichendes Bewegungsausmaß zulassen. Die Länge der Rippenknorpel nimmt von kranial nach kaudal immer weiter zu. Die 1. Rippe verläuft teilweise hinter der Klavikula und kann deshalb nicht getastet werden (Abb. 1.44). Bei der ersten, unterhalb der Klavikula tastbaren Rippe handelt es sich also um die zweite.

Merke

Zu beachten ist, dass bei den SternokostalgelenkeSternokostalgelenken ausnahmsweise ein Knochenende mit einem Knorpelende artikuliert.

Schultergürtel

Der SchultergürtelSchultergürtel ist dem Thorax kranial locker und sehr beweglich aufgelagert. Er besteht aus den beiden Schlüsselbeinen (Claviculae) und den Schulterblättern (Scapulae).KlavikulaSchulterblattScapula Die extreme Beweglichkeit dient den Armen, die an den Schulterblättern hängen, als zusätzlicher Freiraum für ihre Bewegungen.
Schlüsselbeine
Bei den SchlüsselbeinenSchlüsselbeinClavicula (Claviculae) handelt es sich um gebogene platte Knochen (Abb. 1.46), die an ihren beiden Enden gelenkig mit Brustbein bzw. Schulterblatt verbunden sind.
Der gesamte Schultergürtel einschließlich der Arme ist lediglich durch ein einziges Gelenk mit dem Thorax verbunden, demBrustbein-Schlüsselbein-Gelenk Brustbein-Schlüsselbein-Gelenk (Sternoklavikulargelenk), Sternoklavikulargelenkeinem „Zwitter“ zwischen Kugel- und Sattelgelenk (Abb. 1.47). In die Gelenkfläche ist, entsprechend Kiefer- und Handgelenk, ein Discus articularis aus Faserknorpel eingefügt. Am lateralen Ende der Clavicula besteht über das Akromioklavikulargelenk (AC-Gelenk)AkromioklavikulargelenkAC-Gelenk eine gelenkige Verbindung mit dem Akromion (Schulterhöhe) der SkapulaSkapula.

Pathologie

Klavikulafraktur

KlavikulafrakturDurch die exponierte Lage der Klavikula kommt es hier bei entsprechender Gewalteinwirkung häufig zu Frakturen. Die Klavikulafraktur stellt nach der Radiusfraktur des Unterarms die zweithäufigste Form eines Bruches dar (15 % aller Frakturen). Die Ruhigstellung nach einer Fraktur, bei der die Bruchenden einigermaßen im Lot stehen, erfolgt durch den Rucksackverband, KlavikulafrakturRucksackverband, durch den die Schultern nach hinten gezogen und fixiert werden (Abb. 1.48). Bei nicht achsengerechter Stellung wird operiert.

Bandschädigungen

Auch das laterale AkromioklavikulargelenkBandverletzungenAkromioklavikulargelenk (AC-Gelenk)AC-GelenkBandverletzungen wird recht häufig geschädigt, indem Gelenkkapsel und Bandapparat überdehnen (Tossy I) Tossy-Verletzungoder reißen können (Tossy II–III). Nach einer neueren Nomenklatur wird die Einteilung inzwischen nach Rockwood-VerletzungRockwood vorgenommen, weil damit erweiterte Verletzungsvarianten erfasst werden können. Allerdings entsprechen sich die Grade I–III weitgehend, sodass es für den Alltag des Nicht-Facharztes ziemlich gleichgültig ist, ob die Bezeichnung Tossy oder Rockwood gewählt wird. Bei einer Bandüberdehnung nach Tossy I bleibt das Gelenk selbst intakt, während es bei Tossy II bereits subluxiert und bei Tossy III vollständig luxiert ist. Der nach kranial gerichtete Muskelzug des M. sternocleidomastoideus bewirkt in diesen Fällen KlavikulaHöhertretenein Höhertreten der Klavikula, besonders ausgeprägt bei der vollständigen Luxation im AC-GelenkAC-GelenkLuxation bei Tossy III (Abb. 1.49). Dies kann zur Diagnosestellung benutzt werden – nochmals verdeutlicht dadurch, dass sich das laterale Klavikulaende mit den Fingern nach unten drücken lässt, um bei Aufhebung des Drucks sofort wieder nach kranial abzuweichen. Dies wird als Klaviertastenphänomen, AC-GelenkluxationKlaviertastenphänomen bezeichnet. Gesichert wird die Diagnose durch eine Röntgenaufnahme, bei der der Patient über ein Gewicht am Arm auch das Schulterblatt nach unten zieht, sodass sich Skapula und Klavikula deutlich erkennbar voneinander entfernen. Die Therapie der AC-Gelenkverletzungen erfolgt bei Tossy (Rockwood) I–II konservativ durch Ruhigstellung, ab Grad III in aller Regel operativ, obwohl die Ergebnisse bei konservativer Therapie vergleichbar sind – abgesehen vom verbleibenden, sehr ungünstigen optischen Aspekt der Schulter.
Schulterblatt
Beim SchulterblattSchulterblattScapula (Scapula) handelt es sich um einen großen, flachen, dreieckigen Knochen lateral der oberen Brustwirbelsäule (Abb. 1.50). Er ist am Rücken nicht knöchern, sondern lediglich muskulär fixiert, was ihm ausgedehnte Bewegungen an der Dorsalseite des Thorax ermöglicht.
Im kranialen Anteil der SkapulaSkapula verläuft eine knöcherne Leiste (Spina scapulae) Spinascapulaeschräg nach oben außen, wobei hierfür die Bezeichnung Crista scapulae korrekter gewesen wäre. Das verdickte Ende dieser Leiste bildet die SchulterhöheAkromionSchulterhöhe (Acromion), die das Schultergelenk überdacht (nicht bildet) und mit der Klavikula gelenkig verbunden ist. Die beiden Gruben kranial und kaudal der Spina scapulae heißen Fossa supraspinata Fossainfraspinataund Fossa infraspinata. FossasupraspinataIn der Fossa supraspinata befindet sich der M. supraspinatus, Musculus(-i)supraspinatusdessen Sehne zwischen Schultergelenk und Akromion hindurch zum proximalen Oberarm zieht und in diesem Durchtritt wenig Platz zur Verfügung hat, sodass sie leicht geschädigt werden kann.
Der laterale kraniale Winkel der Skapula (Angulus lateralis) bildet eine Gelenkpfanne zur Aufnahme des Oberarmkopfes (→ Articulatio humeri = Schultergelenk). SchultergelenkArticulatiohumeriDer mediale kraniale Winkel heißt Angulus superior, die kaudale Spitze Angulus inferior.
Vom Oberrand der Skapula, etwas medial der Gelenkpfanne des Schultergelenks, zieht ein knöcherner, gebogener Fortsatz nach ventral und erscheint hier am vorderen Thorax unterhalb der lateralen Klavikula. Nach seinem Aussehen heißt er Rabenschnabelfortsatz (Proc. coracoideus, Coracoid). RabenschnabelfortsatzProcessuscoracoideusCoracoidAn ihm sind mehrere Muskeln befestigt.
Schultergelenk
Der Angulus lateralis der Anguluslateralis (Scapula)Skapula bildet mit dem Kopf des OberarmknochensSchultergelenk (Caput humeri) dasCaputhumeri Schultergelenk. Während der Gelenkknorpel des Kopfes entsprechend den möglichen Gelenkbewegungen sehr umfassend ausgebildet ist, stellt das Schulterblatt v. a. im Vergleich zur Hüftgelenkspfanne eine nur geringe Fläche zur Artikulation bereit (Abb. 1.51). „Gut gemeint“, aber wenig hilfreich ist ihre geringfügige Verbreiterung durch eine faserknorpelige Gelenklippe.
Von einem kleinen knöchernen Vorsprung am Oberrand der Pfanne Tuberculuminfra-/supraglenoidale(Tuberculum supraglenoidale) entspringt die Sehne des langen Bizepskopfes und läuft anschließend ein Stück weit durch die Gelenkhöhle. Am Unterrand der Pfanne (Tuberculum infraglenoidale) entspringt die Sehne des langen Trizepskopfes. Beinahe ein wenig eingeklemmt zwischen Gelenkkapsel und Schulterhöhe zieht die Sehne des M. supraspinatus zum proximalen Oberarm. Zwischen dieser Supraspinatussehne und dem Knochen des Akromion ist als nachgiebiges Polster ein Schleimbeutel (Bursa subacromialis) eingeschoben.
Die Beweglichkeit der Skapula, die Aufhängung der gesamten Strukturen über ein einziges Gelenk und die Ausformung des Schultergelenks als Kugelgelenk mit gleichzeitig auffallend kleiner, wenig überdachender Gelenkfläche ermöglichen die extrem freie Beweglichkeit des Armes. Die Gelenkkapsel des Schultergelenks ist daneben auch deutlich weiter und weniger straff als üblich, weil sie sämtliche Bewegungen mitzumachen hat. Das Schultergelenk wird so zum beweglichsten Gelenk des gesamten Körpers. Der Nachteil dieser anatomischen Verhältnisse ist die gleichzeitig gegebene Verletzlichkeit der Strukturen Schlüsselbein (Fraktur) mit AC-Gelenk (Tossy bzw. Rockwood), Schultergelenk mit häufiger Luxationsneigung (Heraustreten des Oberarmkopfes aus seiner Gelenkpfanne) sowie Empfindlichkeit der umgebenden Strukturen Bursa subacromialis, Sehnen und Muskelansätze (PHS).

Merke

Es gibt am SchultergürtelGelenkeSchultergürtel auf jeder Seite 3 Gelenke:

  • SternoklavikulargelenkSternoklavikulargelenk als Verbindung zwischen Sternum und Klavikula und gleichzeitig einziger Verbindung zwischen Schultergürtel und Rumpf

  • AkromioklavikulargelenkAkromioklavikulargelenk als Verbindung zwischen Klavikula und Skapula

  • SchultergelenkSchultergelenk als Verbindung zwischen Skapula und Humerus

Pathologie

Schultergelenkluxation

SchultergelenkluxationHäufig genügt bereits ein eigentlich harmloser Sturz auf den Arm, um das Caput humeri aus seiner Pfanne herauszuhebeln. Nicht so selten kommt es bei manchen Menschen in der Folge angeborener oder erworbener Anomalien, z. B. aufgrund einer nochmals verkleinerten Gelenkpfanne oder einer übergroßen Nachgiebigkeit der umgebenden Strukturen, zur Luxation bereits bei Alltagsbewegungen. Man spricht hier von der habituellen (habituell = wiederholt, gewohnheitsmäßig) Schultergelenkluxation. Meist springt der Kopf bei diesen Luxationen nach vorne heraus und ist dann in der Achselhöhle zu tasten. Der Hinweis beim Patienten ergibt sich neben meist nur milden Schmerzen aus einer deutlich eingeschränkten, federnden Beweglichkeit. Die eigentliche Diagnose erfolgt aus dem Röntgenbild, in dem auch zusätzliche Verletzungen von Pfanne oder weiteren Strukturen erkennbar werden.
Die Reposition einer vorderen Schulterluxation wurde bereits vor rund 2.400 Jahren von Hippokrates durchgeführt. Nach seinen Anweisungen kann man auch heute noch den in die Achselhöhle des liegenden Patienten gestemmten Fuß als HypomochlionHypomochlion (Dreh- bzw. Stützpunkt eines Hebels) benutzen, um den Humeruskopf durch Längszug am Patientenarm in seine Pfanne zurückgleiten zu lassen (Abb. 1.52). Alternativ ist auch die (gepolsterte) Rückenlehne eines Stuhls als Hypomochlion geeignet. Allerdings können durch die Reposition zusätzliche Verletzungen entstehen bzw. bereits im Rahmen einer traumatischen Luxation entstanden sein. Sie sollte deshalb bevorzugt in der Klinik stattfinden, in der sowohl eine Kurznarkose unter Muskelrelaxation als auch Röntgenkontrollen möglich sind.

PHS

Die PHS (Periarthritis oder auch Periarthropathia humeroscapularis) mit mehr oder weniger umfangreicherPHSPeriarthropathia humeroscapularis Beteiligung umgebender Strukturen ist ein ungemein häufiges Krankheitsbild. Betroffen ist hierbei nicht das Gelenk selbst (Arthritis), sondern seine Umgebung aus Sehnen, Bändern und Muskeln (Periarthropathia). Die Therapie besteht aus Schonung, Wärmeapplikation, entsprechenden Medikamenten oder lokalen Infiltrationen an Muskulatur und Sehnenansätzen.
Weitere Ursachen für SchulterschmerzenSchulterschmerzen sind die Arthrose des Schultergelenks (Omarthrose), Verkalkungen im Bereich des Gelenks, eine Schädigung der Bursa subacromialis, Reizungen oder eine Ruptur der langen BizepssehnenrupturBizepssehne oder Reizungen derjenigen Muskeln, die am Proc. coracoideus ansetzen. Schließlich können auch Erkrankungen innerer Organe in die Schulter ausstrahlen (Herzinfarkt, Magenperforation, Perihepatitis, Erkrankungen der Gallenblase, Milzruptur u. a.), doch ist dies anhand zusätzlicher Symptome leicht abzugrenzen.

Impingement-Syndrom

Impingement-SyndromEine tatsächliche Überlastung des Schultergelenks macht sich in erster Linie durch eine Einengung und Reizung der Sehne des M. supraspinatus bzw. der gesamten Rotatorenmanschette einschließlich der Bursa subacromialis bemerkbar. Man bezeichnet dies als Impingement-Syndrom („Einklemmungssyndrom“). Der typische Hinweis hierauf ergibt sich bei der aktiven oder passiven Abduktion (Seitwärtshebung bis zur Horizontalen) und Elevation (Hebung über die Horizontale hinaus) des Armes. Die Abduktion wird spätestens ab einem Winkel von 70° schmerzhaft, weil die gereizte und verdickte Supraspinatussehne ab diesem Winkel zusätzlichen mechanischen Reizungen ausgesetzt ist. Hier sind lokale Infiltrationen sinnvoll und angezeigt.

Hinweis des Autors

Gerade bei der PHS wird häufig übersehen, dass die eigentliche Schmerzsymptomatik nicht durch eine tatsächlich eingetretene Überlastung, sondern vielmehrBlockadenHWSHWS-Blockaden durch Blockaden im Bereich der HWS verursacht wurde. Beispielsweise ist das Dermatom bzw. Myotom der mittleren HWS die Schulterhöhe. Zusätzlich verursachen RippenblockadenRippenblockaden (v. a. CT 3, CT 5 und CT 7) massive Verspannungen am Oberrand des M. trapezius. Der M. levator scapulae, der am Angulus superior der Scapula ansetzt, wird aus den Segmenten C 3 und C 4 versorgt und führt im Bereich des Angulus superior zu massiven Myogelosen (Verhärtungen), wenn Gelenke der oberen HWS blockieren. Auch die Blockade des 1. Brustwirbels strahlt in die Schulter aus. Den entscheidenden Hinweis auf diese häufigste Ursache eines Schulterschmerzes erhält man aus der weitgehend ungestört durchführbaren Abduktion und Elevation des Armes. Anamnestisch wird man nicht so selten von Parästhesien erfahren, die in der Ruhe, z. B. beim morgendlichen Erwachen, bis in die Finger ausstrahlen und damit einen Bezug zum Karpaltunnelsyndrom (Kap. 3.4.4) herstellen.

Die übliche Behandlung ist für den Patienten sicherlich hilfreich, gleichzeitig aber auch langwierig und nicht immer von Erfolg gekrönt, weil sie die eigentliche Ursache außer Acht lässt. Die kausale Therapie kann hier einzig aus einer (sofort wirksamen) chirotherapeutischen Deblockierung von HWS und oberer BWS bestehen.

Zusammenfassung

Brustkorb (Thorax)

Schützt Herz, Lunge und Oberbauchorgane; besteht aus:
  • Sternum (Brustbein) mit Handgriff (Manubrium), Brustbeinkörper und Schwertfortsatz (Proc. xiphoideus)

  • 12 Rippenpaaren mit jeweils zwei gelenkigen Verbindungen zur Brustwirbelsäule:

    • Rippen 1–7 sind über ihre Rippenknorpel direkt mit dem Brustbein verbunden (echte Rippen).

    • Rippen 8–10 enden knorpelig an der 7. Rippe (falsche Rippen).

    • Rippen 11 und 12 enden frei im Bauchraum (freie Rippen).

  • Brustwirbelsäule

Schultergürtel

  • Schlüsselbein (Clavicula): ist gelenkig mit Brustbein (Sternoklavikulargelenk) und Schulterblatt (Akromioklavikulargelenk) verbunden

  • Schulterblatt (Scapula): flacher dreieckiger Knochen; bildet die Gelenkpfanne für den Oberarmkopf (Schultergelenk)

  • Schultergelenk: ist ein KugelgelenkKugelgelenkSchultergelenk und das beweglichste Gelenk des Körpers; gleichzeitig anfällig für Verletzungen (Luxation, PHS, Impingement-Syndrom, Schulterschmerz unterschiedlicher Genese)

Obere Extremität

Der Arm besteht aus einem einzelnen Oberarmknochen, zwei Unterarmknochen, 8 Handwurzelknochen sowie 19 Knochen an Mittelhand und Fingern (Abb. 1.53).
Oberarm
Der OberarmknochenOberarmknochen heißt Humerus (Abb. 1.54) und bildet mit seinen beiden Epiphysen das Schultergelenk und Humerusdas Ellbogengelenk. Die proximale Epiphyse des Humerus trägt an einemEllbogengelenk sehr kurzen Hals (Collum) den kugeligen Gelenkkopf (Caput humeri). CaputhumeriIhm gegenüber – in Neutralstellung des Armes also lateral – findet sich auf derselben Höhe ein knöcherner Höcker (Tuberculum majus). OberarmVentral wiederum auf derselben Höhe befindet sich ein weiterer, deutlich kleinerer Höcker (Tuberculum minus).Tuberculummajus/minus (Humerus)
In der Mitte der distalen Epiphyse erkennt man eine knöcherne Rolle (Trochlea humeri), Trochlea humeridie mit der angrenzenden Elle (Ulna) des ElleUlnaUnterarms den wesentlichen Teil des Ellbogengelenks bildet, Ellbogengelenkdas HumeroulnargelenkHumeroulnargelenk. Dieses Gelenk Tuberculummajus/minus (Humerus)stellt ein ScharniergelenkWalzengelenkeinachsiges Scharnier- bzw. Walzengelenk dar.
Lateral neben der Trochlea findet sich ein rundliches Gelenkköpfchen (Capitulum humeri), Capitulum humeridas mit derSpeicheRadius Speiche (Radius) des Unterarms artikuliert (Humeroradialgelenk). HumeroradialgelenkDie grubenförmige Gelenkfläche des RadiusköpfchensRadiusköpfchen bildet mit dem Capitulum humeri eigentlich ein Kugelgelenk, doch ist die Bewegungsachse im Ellbogengelenk durch die Trochlea humeri bzw. das Humeroulnargelenk vorgegeben, sodass das Humeroradialgelenk nur dessen Bewegungen mitführen und stabilisieren kann.
An der Außen- und Innenseite der distalen Epiphyse sitzt je ein weiterer knöcherner Höcker, der hier nicht Tuberculum (kleiner Höcker), sondern Epicondylus lateralis bzw. Epicondylus medialis genannt wird, weil er dem Gelenkkopf (Condylus) aufsitzt (epi). Der Epicondylus lateralisEpicondylus lateralis/medialisHumerus befindet sich über der Achse des angrenzenden Radius (Speiche) des Unterarms und heißt deswegen auch Epicondylus humeri radialis. Entsprechend heißt der Epicondylus medialis auch Epicondylus humeri ulnaris.

Pathologie

Tennis- und Golferellenbogen

TennisellenbogenGolferellenbogenEine häufige Erkrankung ist die Epicondylitis humeri radialis (Tennisellenbogen) bzw. Epicondylitis humeri ulnaris (Golferellenbogen). DabeiEpicondylitis humeriradialisEpicondylitis humeriulnaris handelt es sich im Prinzip um einen entzündlichen Reizzustand derjenigen Sehnen, die an diesen Epikondylen ansetzen, bzw. des Periosts, in das sie einstrahlen. Bei den Muskeln, deren Sehnen am Epicondylus radialis inserieren, handelt es sich überwiegend um die Streckmuskulatur (Extensoren) des Unterarms, bei denjenigen des medialen Epikondylus um die Beugemuskeln (Flexoren). Hier gilt ähnliches wie das, was bei der PHS ausgeführt wurde (Kap. 1.4.5): Häufig führt nicht eine stattgehabte Überlastung zu dem Krankheitsbild, sondern Blockaden in den Segmenten C5/6 und C6/7, die in ihren Kennmuskeln Myogelosen (Verhärtungen) auslösen. Die Verspannung des Muskels führt zum anhaltenden Zug an der zugehörigen Sehne und dieser schließlich zum Reizzustand im Bereich des Epikondylen-Periosts.
Überprüft wird der Reizzustand mit dem Thomsen-Zeichen:
  • Die aktiv gegen Widerstand (des Untersuchers) Thomsen-Zeichenausgeführte Extension im Handgelenk führt beim Patienten mit Tennisellenbogen zu Schmerzen in Streckmuskulatur und lateralem Epikondylus.

  • Entsprechend kommt es bei der Flexion im Handgelenk gegen Widerstand zur Reizung von Beugemuskulatur und Epicondylus ulnaris.

Humerusfraktur

HumerusfrakturEine besonders frakturgefährdete Stelle des Humerus ist nicht etwa der lange Schaft (die Diaphyse), sondern der an das Caput humeri angrenzende Bereich des Halses bzw. der beiden Tubercula bzw. der direkt anschließende Teil der Diaphyse (sog. Collum chirurgicum). Man spricht dann von einer proximalen bzw. subkapitalen Humerusfraktur. Humerusfraktursubkapitalesubkapitale Humerusfraktur
Unterarm
Die beiden UnterarmknochenUnterarmknochenUnterarm heißen ElleUlnaElle (Ulna) und Speiche (Radius) (Abb. 1.53, Abb. 1.55). SpeicheRadiusVor allem die Ulna bildet gemeinsam mit der Trochlea humeri die einachsigeTrochlea humeri Verbindung zwischen Ober- und Unterarm, also den tragenden und führenden Teil des UnterarmEllbogengelenks für seine Flexion (Beugung) und Extension (Streckung). Das HumeroulnargelenkHumeroulnargelenk ist ein reines Scharniergelenk. Das dorsale Ende der proximalen Ulna-Epiphyse heißt OlecranonOlecranon (Ellenbogen = knöcherner Bogen der Elle). Es begrenzt die Streckung des Armes, indem es in der knöchernenEllenbogen Grube (Fossa olecrani) einrastet, die sich auf der Dorsalseite der distalen Humerusepiphyse befindet (Abb. 1.54b). Daneben artikuliert der proximale Radius mit dem Capitulum humeri (Humeroradialgelenk),Capitulum humeri sodass Streckung und Beugung im Ellbogengelenk immer gleichzeitig in den Gelenken zwischen Humerus einerseits sowie Ulna und Radius andererseits durchgeführt werden.
Direkt distal von Humeroulnar- und Humeroradialgelenk kommunizierenHumeroradialgelenk Elle und Speiche zumRadioulnargelenk, proximales proximalen Radioulnargelenk, einem einachsigen Radgelenk,Radgelenkeinachsiges bei dem sich das Köpfchen des Radius (Caput radii) in der Gelenkfläche der proximalen Ulna dreht. Das Caput radii Caputradiiträgt also zwei Gelenkflächen – zu Elle und Oberarmknochen. Entsprechendes muss dann auch für die Basis der Elle gelten.

Merke

Die 3 Gelenke

  • Humeroradialgelenk (Articulatio humeroradialis)Articulatiohumeroradialis

  • Humeroulnargelenk (Articulatio humeroulnaris)Articulatiohumeroulnaris

  • proximales Radioulnargelenk (Articulatio radioulnaris proximalis)Articulatioradioulnaris proximalis

werden, weil sie eine gemeinsame Gelenkhöhle bilden, zum EllbogengelenkEllbogengelenk zusammengefasst. Dies ändert jedoch nichts an der Definition, dass es sich beim Gelenk zwischen Ober- und Unterarm um ein Scharniergelenkeinachsigeseinachsiges Scharniergelenk handelt, denn das Radioulnargelenk besitzt eine vollkommen andere Funktion (s. unten).

Pathologie

Bursitis olecrani

BursitisolecraniDer Schleimbeutel zwischen Olecranon und Haut ist im Alltag häufig Überlastungen ausgesetzt. Es kommt zur schmerzhaften Bursitis olecrani mit Rötung und Schwellung (Abb. 1.56). Auch im Rahmen einer Verletzung, einer chronischen Polyarthritis (cP) oder als Gichtanfall kann eine Bursitis entstehen.

Subluxation des Radiusköpfchens

Subluxation, RadiusköpfchenRadiusköpfchenSubluxationIm Kleinkindesalter bis maximal zum 5. Lebensjahr subluxiert das Radiusköpfchen noch relativ leicht aus seiner Gelenkverbindung durch das umhüllende, gelenkstabilisierende Bandgewebe (Ligamentum(-a)anulareLig. anulare; Abb. 1.57) hindurch, wodurch es seinen physiologischen Kontakt zur Ulna verliert, im Lig. anulare eingeklemmt wird und Bewegungen im Ellbogengelenk nicht mehr möglich sind. Es resultiert eine Pseudoparese (Scheinlähmung), die sog. Chassaignac-Lähmung, Chassaignac-Lähmungbei der die Kinder den Arm angebeugt und unbeweglich in Pronationsstellung (s. unten) vor den Körper halten. Man sollte also Kleinkinder niemals ruckartig am Arm hochreißen, da dies die übliche Ursache der Subluxation darstellt.
Die Therapie wird dem unerfahrenen Therapeuten gewissermaßen durch den Radiologen abgenommen, weil derselbe für seine Röntgenaufnahme den Arm in Streckung und Supinationsstellung bringen muss. Man führt also, um dieser Schmach zu entgehen, für die Reposition der Luxation eine kombinierte Streck- und Supinationsbewegung durch, möglichst unter gleichzeitigem Längszug am Unterarm, wodurch das Radiusköpfchen in seine Pfanne zurückgleitet. Eine sich anschließende Röntgenaufnahme wird teilweise als sinnvoll erachtet, weil es im Rahmen der Subluxation (selten) zu zusätzlichen Verletzungen kommen kann. Man könnte dies eventuell davon abhängig machen, ob das Kind den Arm direkt anschließend an die Reposition völlig beschwerdefrei bewegen kann oder eben im Einzelfall nicht.
Hand
Proximales Handgelenk
Der Kopf HandHandgelenkproximalesdes Radius sitzt an dessen proximalem Ende, die breite Basis am distalen. Der Kopf der Ulna (Caput ulnae) dagegen befindet sich am distalen Ende des Knochens, sodass die beiden vergleichbar großen und ähnlich geformten Unterarmknochen gewissermaßen gegenläufig angeordnet sind. Seitlich der Gelenkflächen findet man an den distalen Enden der beiden Knochen noch jeweils einen griffelförmigen Fortsatz – den Proc. styloideus radii Processusstyloideus radiiProcessusstyloideus ulnaebzw. Proc. styloideus ulnae.
Die breite (distale) Basis des Radius bildet mit den proximalen HandwurzelknochenHandwurzelknochenproximale ein (zweiachsiges) Eigelenk, Eigelenkdas proximale Handgelenk (Abb. 1.58). Das (distale) Ulna-Köpfchen beteiligt sich am Handgelenk dagegen aus Sicht der Prüfer nicht direkt, sondern lediglich „indirekt“ über eineHandgelenkproximales dicke Scheibe aus Faserknorpel (Discus articularis). Nach dieser Definition stellen dann auch Kiefergelenke und Sternoklavikulargelenke sozusagen „indirekte Gelenke“ dar, auch wenn diese Definition nicht wirklich existiert. Nach der Prüfung artikulieren dann ganz schlicht Radius und Ulna mit der proximalen Handwurzelreihe zum proximalen Handgelenk. Eingeschoben in die Gelenkfläche der Ulna ist ein Discus articularis.
Die Bewegungen im proximalen Handgelenk bestehen aus Flexion und Extension sowie Abknickbewegungen der Hand nach radial und ulnar.
Rotation der Hand
Das HumeroulnargelenkHandRotation ist ein reines Scharniergelenk und damit zuständig allein für Flexion (Beugung) und Extension (Streckung) des Armes im Ellbogengelenk. Die Drehbewegungen von Hand und Unterarm, die wegen fehlender Rotationsmöglichkeit im Handgelenk stets gemeinsam stattfindet, erfolgt dagegen mittels der beiden Radioulnargelenke (proximales als Bestandteil des Ellbogengelenks). Hierbei dreht sich sowohl proximal wie distal jeweils der Radius um die Ulna, wobei beide Gelenke durch ihre Zugehörigkeit zu denselben Knochen immer in Kombination arbeiten müssen. Auch das distale Radioulnargelenk ist also ein Radgelenk.
Bei der Hand- bzw. Unterarmdrehung nach außen wird die Handfläche (Palma),HandflächePalma manus zumindest bei angebeugtem Unterarm, nach oben gerichtet. Man nennt diese Bewegung Supination. Die beiden Unterarmknochen stehen bei vollständig durchgeführter Supination parallel zueinander (Abb. 1.59).
Werden Hand bzw. Unterarm aus der Supinationsstellung heraus nach innen gedreht, kommt die Handfläche unten zu liegen. Man nennt diese Bewegung PronationPronation. Durch unterschiedliche Bewegungsausmaße im proximalen und distalen Radioulnargelenk überkreuzen sich in der Endstellung Supinationder Pronation die beiden Unterarmknochen (Abb. 1.59).

Merke

Bei der Supination ist die Hohlhand nach oben gerichtet und bildet quasi eine Suppentasse. Bei der Pronation weist die Handfläche nach unten, wie man dies z. B. für das Schneiden von Brot benötigt.

Handwurzel
Die Karpal- bzw. Handwurzelknochen (Carpus = Handwurzel)HandwurzelknochenKarpalknochen CarpusHandwurzelsetzen sich an jedem Handgelenk aus 8 einzelnen Knochen zusammen. Sie heißen (Abb. 1.58, Abb. 1.53): HandwurzelKahnbeinMondbeinDreiecksbeinVieleckbein, großes/kleinesKopfbeinHakenbeinErbsenbein
  • Kahnbein (Os scaphoideum)Osscaphoideum

  • Mondbein (Os lunatum)Oslunatum

  • Dreieckbein (Os triquetrum)Ostriquetrum

  • Erbsenbein (Os pisiforme): ein Sesambein (Kap. 1.4.8)Ospisiforme

  • großes Vieleckbein (Os trapezium)Ostrapezium

  • kleines Vieleckbein (Os trapezoideum)Ostrapezoideum

  • Kopfbein (Os capitatum)Oscapitatum

  • Hakenbein (Os hamatum)

Jeweils 4 Knochen stehen proximal und distal in einer Reihe. Die 4 proximalen Handwurzelknochen heißen also in der Reihenfolge von radial nach ulnar Kahnbein, Mondbein, Dreieckbein und Erbsenbein. Die kleine, sicht- und tastbare Vorwölbung an der Ulnarseite der Handwurzel wird vom Erbsenbein verursacht. Die 4 distalen Handwurzelknochen heißen – wiederum beginnend mit der Radialseite –großes und kleines Vieleckbein, Kopfbein und Hakenbein. Das Os trapezium wird häufig nicht als Vieleckbein, sondern als Trapezbein bezeichnet. Entsprechend heißt das Os trapezoideum auch trapezähnlicher Knochen oder Trapezoid. Radius, Kahnbein, großes Vieleckbein, 1. Mittelhandknochen und Daumen stehen von proximal nach distal in einer fortlaufenden Verbindungsreihe.

Merke

Für Namen und Anordnung der 8 Handwurzelknochen gibt es in Abhängigkeit von der jeweiligen Übersetzung des Os trapezium bzw. trapezoideum 2 etwas unterschiedliche Versionen eines kleinen „Gedichts“:

Ein Kahnbein fährt im Mondenschein

im Dreieck um das Erbsenbein.

Vieleck groß und Vieleck klein,

der Kopf, der muss am Haken sein.

Oder:

Ein Schiffchen fährt im Mondenschein

dreieckig um das Erbsenbein.

Trapeze, regulär und krumm,

im Kopfe hakt die Wurzel nun.

Distales Handgelenk
Drei der vier proximalen Handwurzelknochen Handgelenkdistales(das Erbsenbein beteiligt sich nicht) bilden mit der Basis des Radius und dem Discus articularis des Ulnaköpfchens das proximale Handgelenk (= Eigelenk).Eigelenk
Die vier in der distalen Reihe bilden mit diesen proximalen Karpalknochen das distale Handgelenk ohne wesentliche Beweglichkeit – Beugung und Streckung sowie Kippbewegung nach außen und innen (= radiale und ulnare Abduktion der Hand zum Unterarm) finden weit überwiegend im proximalen Handgelenk statt.
Jeder der 8 Handwurzelknochen bildet eine Vielzahl gelenkiger Verbindungen mit jeweils sämtlichen angrenzenden Knochen, wobei allerdings das jeweilige Bewegungsausmaß minimal bleibt.
Karpaltunnel
Die Handwurzelknochen sindKarpaltunnel bogenförmig angeordnet, weshalb sich beugeseitig (palmar; von Palma = Handfläche) eine längs verlaufende Rinne ergibt. Durch die Überdachung dieser Rinne mittels eines breiten, kollagenfaserreichen Haltebandes (Retinaculum flexorum) Retinaculum flexorumentsteht ein regelrechter Tunnel (Karpaltunnel), durch den neben den Sehnen der Fingerbeugemuskeln auch der N. medianusNervusmedianus nach distal zieht (Abb. 1.60). Befestigt ist das Halteband radialseitig an Kahnbein und Trapezbein sowie ulnarseitig an Dreieckbein und Hakenbein.
Bestimmung des Knochenalters
Mittels einer Röntgenaufnahme der Handwurzelknochen (Abb. 1.61)HandwurzelknochenRöntgenaufnahme Knochenaltersbestimmungkann man näherungsweise das Lebensalter eines Kindes bestimmen, weil ab dem Zeitpunkt der Geburt in jedem Jahr ein neuer Knochenkern in einem weiteren „Handwurzelknorpel“ hinzukommt.

Pathologie

Frakturen von Radius und Kahnbein

Die distale RadiusfrakturRadiusfraktur, distale (knapp proximal des Handgelenks) ist mit 25 % Anteil an allen Frakturen die mit Abstand häufigste Fraktur des Erwachsenen. Übliche Ursachen sind Stürze auf die überstreckte oder angebeugte Hand (Abb. 1.62). Die Ulna ist häufig in das Trauma mit einbezogen.
Ebenfalls häufig bricht das in Fortsetzung des Radius liegende Kahnbein, wobei hier in der Regel ein Sturz auf die angebeugte Hand zugrunde liegt. Die Besonderheit dieser Fraktur besteht darin, dass sie oftmals in einer ersten Röntgenaufnahme nicht erkennbar ist, selbst wenn in 4 Ebenen geröntgt wird. Man sollte also bei entsprechendem Verdacht (Schwellung und Druckschmerz über der Tabatière = Hautgrube über dem Kahnbein) nach 1–2 Wochen eine Kontrolle durchführen und so lange in der Gipsschiene ruhigstellen. Übersehene KahnbeinfrakturenKahnbeinfrakturPseudarthrose führen häufig zu PseudarthroseKahnbeinfrakturPseudarthrosen.
Mittelhand (Abb. 1.60)
Anschließend an die 8Mittelhand Handwurzelknochen folgen nach distal Mittelhandknochendie 5 Mittelhandknochen (Os metacarpale I–V)Osmetacarpale I–V der Finger 1 bis 5. Man beginnt auf der Radialseite mit dem Zählen: Der 1. Finger ist der Daumen, der 5. Finger ist der Kleinfinger. Der 1. Mittelhandknochen ist der Verbindungsknochen zwischen dem großen Vieleckbein (Trapezbein) und dem Daumen. Der 5. Mittelhandknochen verbindet entsprechend das Hakenbein mit dem kleinen Finger.
Das Daumenwurzelgelenk (= Daumensattelgelenk = Karpometakarpalgelenk = Verbindung zwischen Os trapezium und Os metacarpale I),DaumenwurzelgelenkDaumensattelgelenk Karpometakarpalgelenkermöglicht durch seine 2 Freiheitsgrade die Opponens-Stellung des Daumens zu den übrigen Fingern und damit die besonderen Möglichkeiten der menschlichen Hand. Hierbei hilft auch die besonders kräftig ausgebildete Muskulatur des Daumens (Thenar).
Finger (Abb. 1.60)
Die nach distal an die Mittelhandknochen anschließenden FingerFinger bestehen jeweils aus den 3 Knochen Grundphalanx, Mittelphalanx und Endphalanx. Lediglich der Daumen besitzt nur 2 Knochen – Grund- und Endphalanx.Daumen

Pathologie

Schnellender Finger (Digitus saltans)

Nicht so selten kommt schnellender Fingeres in einzelnenFingerschnellender FingersehnenDigitussaltans (v. a. der Beugesehnen), zumeist aufgrund von Überlastungen, zu knötchen- oder spindelförmigen Verdickungen überwiegend im Bereich der Fingergrundgelenke. FingergrundgelenkeMeist ist der Daumen betroffen. Die Gleitfähigkeit der betroffenen Sehnen in ihren Scheiden (Ringbänder) wird dadurch beeinträchtigt, sodass eine Streckhemmung entsteht, die sich nur mit erhöhtem Kraftaufwand, unter einem möglicherweise schmerzhaften „Schnappen“ überwinden lässt (Abb. 1.63). Dies wird als schnellender Finger bezeichnet. Die Therapie besteht in der operativen Spaltung der Sehnenscheide (Ringbänder).

Fingergelenks-Luxationen

Finger-LuxationenFingergelenkeLuxationen sind v.a. bei bestimmten Ballsportarten (Basketball, Volley- oder Handball) sehr häufige Verletzungen, weil es dabei zu massiven Krafteinwirkungen auf die gestreckten Finger kommen kann. Betroffen ist meist ein beliebiges Gelenk der Finger 2–5. Ab dem Augenblick der Verletzung entstehen heftige Schmerzen, bald darauf auch eine zunehmende Schwellung. Die Fehlstellung einer Luxation, bei der das Köpfchen des proximalen Knochens die distale Gelenkpfanne vollständig verlassen hat, ist deutlich zu erkennen. Eine Subluxation kann theoretisch übersehen werden.
Vollständige Luxationen sind grundsätzlich als Notfall anzusehen. Idealerweise sollte das Gelenk bis zur Ankunft in der Klinik geschient und gekühlt werden. Im KH wird geröntgt, leider nur beim Verdacht auf zusätzliche Verletzungen auch das MRT eingesetzt. Allerdings kommt es bei vollständigen Luxationen praktisch ausnahmslos zu Kapseleinrissen unter häufiger Beteiligung der Seitenbänder und der Strecksehnen, manchmal auch zu knöchernen Ausrissen. Bei einer ernsthaften Verletzung der Strecksehne kann der Finger nicht mehr gestreckt werden. In diesen Fällen muss operiert werden. Eine erste Untersuchung und Reposition des Gelenks erfolgen in Lokalanästhesie.
Weitere Komplikationsmöglichkeiten bestehen in der Beteiligung nervaler Strukturen, Durchblutungsminderungen allein schon aufgrund der manchmal sehr umfangreichen Schwellungen sowie Vernarbungen des Kapselapparats, wodurch z.B. im Heilungsverlauf die Beweglichkeit zunehmend eingeschränkt sein kann. Aus diesem Grund wird der Finger im Rahmen der üblichen konservativen Therapie häufig nur für maximal 1 oder 2 Wochen ruhiggestellt und anschließend (begleitend) mit Bewegungsübungen begonnen. Die Prognose ist trotzdem nicht wirklich gut: Schwellung und Schmerzen können über Monate bestehen bleiben, Bewegungseinschränkungen oder auch eine Instabilität des Gelenks mit habitueller (wiederkehrender) Luxation sind häufig. Vor allem Volleyballspieler schützen sich von daher häufig prophylaktisch mit Tape-Verbänden.
Fingergelenke (Abb. 1.64)
Die Grundgelenke der FingerFingergelenke 2–5 (Metakarpophalangealgelenk = MP), d. h. die Gelenke Metakarpophalangealgelenke (MP)zwischen jeweiligem Mittelhandknochen und Grundphalanx (= Knöchel), sind angenähert KugelgelenkMetakarpophalangealgelenkKugelgelenke mit etwas eingeschränktem Bewegungsumfang. Beim DaumengrundgelenkDaumengrundgelenk (nicht Daumenwurzelgelenk!) handelt es sich dagegen um ein (einachsiges) Scharniergelenk. ScharniergelenkAuch die Mittelgelenke (PIP)FingermittelgelenkeMittelgelenke, Finger undFingerendgelenke Endgelenke (DIP) der Finger sind Scharniergelenke mit lediglich einem Freiheitsgrad.Fingerendgelenke

Pathologie

Frakturen müssen in der FingerFrakturenmedizinischen Terminologie verwechslungssicher gekennzeichnet werden. Zum Beispiel würde ein Knochenbruch im mittleren Abschnitt des rechten Zeigefingers bezeichnet als Fraktur der Mittelphalanx D2 re. D steht hierbei für Digitus = Finger (oder Zehe). DigitusD1 bezeichnet den Daumen (Großzehe), D5 den Kleinfinger (Kleinzehe).

Das Daumensattelgelenk istDaumensattelgelenkArthritis/Arthrose oftmals besonderen Belastungen bzw. auch Überlastungen ausgesetzt und neigt zu Entzündungen und Blockierungen. Verschleiß und Entzündung des Daumensattelgelenks heißen RhizarthroseRhizarthrose und RhizarthritisRhizarthritis.

Zusammenfassung

Knochen der oberen Extremität

  • Oberarmknochen (Humerus): Röhrenknochen mit Tuberculum majus und Tuberculum minus proximal, Trochlea humeri, Capitulum humeri, Epicondylus lateralis und Epicondylus medialis distal

  • Elle (Ulna) mit breiter Basis und Olecranon proximal, Köpfchen und Proc. styloideus ulnae distal

  • Speiche (Radius) mit Köpfchen proximal, breiter Basis und Proc. styloideus radii distal

  • Handwurzelknochen:

    • proximale Reihe (von radial nach ulnar): Kahnbein (Os scaphoideum), Mondbein (Os lunatum), Dreickbein (Os triquetrum), Erbsenbein (Os pisiforme)

    • distale Reihe: großes Vieleckbein (Os trapezium), kleines Vieleckbein (Os trapezoideum), Kopfbein (Os capitatum), Hakenbein (Os hamatum)

  • 5 Mittelhandknochen (Os metacarpale I–V)

  • Finger bestehen jeweils aus Grundphalanx, Mittelphalanx, Endphalanx (Ausnahme: Daumen mit Grund- und Endphalanx).

Gelenke der oberen Extremität

  • Ellenbogengelenk: ist ein Scharniergelenk; setzt sich zusammen aus drei Gelenken, die gemeinsam in einer Gelenkhöhle liegen:

    • Humeroradialgelenk zwischen Capitulum humeri und Radius

    • Humeroulnargelenk (Scharniergelenk) zwischen Trochlea humeri und Ulnabasis

    • proximales Radioulnargelenk (Radgelenk) zwischen Caput radii und proximaler Ulna

  • proximales Handgelenk: ist ein Eigelenk; wird gebildet von der Basis des Radius und dem Discus articularis des Ulnaköpfchens einerseits und den proximalen Handwurzelknochen (außer Os pisiforme) andererseits; in diesem Gelenk kann die Hand gebeugt, gestreckt und nach radial und ulnar gekippt werden.

  • distales Handgelenk: Gesamtfläche zwischen den proximalen und distalen Handwurzelknochen, ohne nennenswerte Beweglichkeit

  • distales Radioulnargelenk: zwischen Caput ulnae und distalem Radius; die Drehbewegungen der Hand und des Unterarms (Supination und Pronation) finden gemeinsam im proximalen und distalen Radioulnargelenk statt.

  • Daumenwurzelgelenk: Sattelgelenk zwischen großem Vieleckbein und Os metacarpale I, hat 2 Freiheitsgrade und ermöglicht die Opponens-Stellung des Daumens, sollte nicht mit dem Daumengrundgelenk (Scharniergelenk) verwechselt werden

  • Fingergelenke: Grundgelenke (MP), Mittelgelenke (PIP), Endgelenke (DIP)

  • Karpaltunnel: wird von den Handwurzelknochen und einem kräftigen Halteband, dem Retinaculum flexorum, gebildet; in ihm verlaufen der N. medianus und die Sehnen der Fingerbeugemuskeln

Becken

Das knöcherne BeckenBeckenknöchernesBeckenBeckengürtel (= Beckengürtel; Abb. 1.65) besteht aus 4 Knochen:
  • Os sacrum: Kreuzbein oder Sakrum

  • Os ilium: Darmbein oder Ilium

  • Os ischii: Sitzbein

  • Os pubis: Schambein

Das Steißbein wird nicht dazu gerechnet. Die miteinander verwachsenen Darmbein, Sitzbein und Schambein werden auch zum Hüftbein (Os coxae)HüftbeinOscoxae zusammengefasst (Abb. 1.66). Beim kindlichen Skelett sind die 3 Knochen des Hüftbeins durch Wachstumsfugen voneinander getrennt, die sich im Acetabulum (Pfanne des Hüftgelenks) treffen (Abb. 1.67).
Beim Blick von lateral auf die 3 Knochen des Hüftbeins sieht man den groben Umriss einer „8“, wobei die obere Schleife vom Darmbein, die untere von Sitzbein und Schambein gebildet werden. Etwa im Knoten der „8“ liegt das Dach der Hüftgelenkspfanne. Zwischen dem ventralen Schambein und dem dorsal liegenden Sitzbein befindet sich eine große Knochenlücke – das Foramen obturatum.Foramenobturatum
Darmbein
Der obere Anteil des Hüftbeins wird vom DarmbeinDarmbeinOsilium (Os ilium) aufgebaut. Während sich der kleine Darmbeinkörper am Acetabulum beteiligt, bildet der weit überwiegende Anteil die breit ausladende Darmbeinschaufel. Die obere Leiste der Schaufel heißt Crista iliaca (Darmbeinkamm). CristailiacaIhre beiden DarmbeinkammBegrenzungen, die Übergänge von horizontal nach vertikal, sind als knöcherne Vorsprünge (Spinae) gut zu tasten – ventral die Spina iliaca anterior superior (SIAS), Spinailiaca anterior inferior/superiordorsal die Spina iliaca posterior superior (SIPS). Unterhalb der beiden oberen Darmbeinstachel befindet sich jeweils noch ein weiterer – Spina iliaca anterior inferior und Spina iliaca posterior inferiorSpinailiaca posterior inferior/superior. Diese beiden sind am Lebenden nicht tastbar.
Die kaudale Begrenzung des Darmbeins bildet eine Linie, die etwa von direkt unterhalb des Iliosakralgelenks bis in den oberen Anteil des Acetabulum verläuft. Unterhalb des dorsalen Anteils dieser gedachten Linie beginnt das Sitzbein und ventral das Schambein.
Schambein
Die Symphyse ist die (faserknorpelige) SchambeinOspubisSymphyseVerbindung der beiden Schambeine (Os pubis). Ausgehend von der Symphyse und getrennt vom vorderen Anteil des Foramen obturatum lässt sich das Schambein in einen oberen Schambeinast (R. superior ossis pubis) und einen unteren (R. inferior ossis pubis) sowie einen Schambeinkörper (Corpus ossis pubis), der den ventralen, kaudalen Anteil des Acetabulum bildet, differenzieren.
Sitzbein
Das SitzbeinSitzbeinOsischii (Os ischii) bildet den dorsokaudalen Anteil des Hüftbeins und endet am Foramen obturatum sowie den beiden weiteren OspubisHüftbeinknochen. Die dorsomediale, rundliche Begrenzung des Sitzbeins ist der Sitzbeinhöcker (Tuber ischiadicum). Tuber ischiadicumAuf die beiden Sitzbeinhöcker stützt sich das Becken beim Sitzen. Der knöcherne Vorsprung oberhalb des SitzbeinhöckersSitzbeinhöcker Spinaischiadicaheißt Spina ischiadica.
Großes und kleines Becken
Der Beckengürtel ist als BasisBeckengürtel BeckenkleinesBeckengroßesder Wirbelsäule bzw. Träger des gesamten Rumpfes besonders stabil. Zusätzlichen Schutz z. B. beim Abfangen von Stoßbelastungen bieten die Haften der Knochenverbindungen – dorsal als funktionelle Bandhaft zwischen Sakrum und den beiderseitigen Darmbeinen (Kreuz-Darmbein-Gelenke = Iliosakralgelenke)Iliosakralgelenk Kreuz-Darmbein-Gelenksowie ventral zwischen den beiden Schambeinen (Symphyse = Knorpelhaft), die einerseits eine große Festigkeit Beckengroßesbesitzen, andererseits aber auch eine gewisse Nachgiebigkeit und Elastizität.
Das „obere Stockwerk“ des Beckens, den Teil zwischen den ausladenden Darmbeinschaufeln, nennt man großes Becken. Das kleine Becken wird gebildet von Kreuzbein, Sitzbein und Schambein. Das Steißbein wird nicht zum knöchernen Becken gerechnet. Wenn man im Rahmen einer Geburt vom Beckeneingang spricht, meint man damit den Oberrand (den „Eingang“) des kleinen Beckens, weil nur dessen Durchmesser dabei eine Rolle spielt.
Geschlechtsunterschiede
Das weibliche Becken ist BeckenGeschlechtsunterschiededeutlich breiter, mit weiterem, querovalem Beckeneingang, Beckeneingangund etwas niedriger als das männliche, bei dem die Darmbeinschaufeln enger zusammenstehen und weiter nach kranial reichen (Abb. 1.68). Der weibliche Beckeneingang hat dadurch gerade die Größe, die notwendig ist, um den kindlichen Kopf bei der Geburt hindurchtreten zu lassen.
Die engste Stelle im kleinen Becken, gleichzeitig auch Conjugata veradie Ebene des Beckeneingangs, wird durch eine gedachte Linie zwischen dem Hinterrand der Symphyse und dem ventralen oberen Rand des Kreuzbeins (= Promontorium) gebildet. Diese Verbindungslinie (Conjugata vera) misst üblicherweise um die 11 cm. Sind es weniger, ist die Geburt eines normal großen Kindes nicht möglich.
Iliosakralgelenk (Kreuz-Darmbein-Gelenk)
Das KreuzdarmbeingelenkIliosakralgelenkKreuz-Darmbein-Gelenk (Iliosakralgelenk = ISG oder auch Sakroiliakalgelenk = SIG; Abb. 1.65) ist eigentlich ein planes, etwas unebenes Gelenk mit einer queren Drehachse, um die Kippbewegungen des Rumpfes nach vorne und hinten möglich wären. Der massiv ausgebildete Bandapparat dieses Gelenks reduziert diese theoretische Beweglichkeit allerdings auf ein dämpfend-federndes Nachgeben unter der Last des Rumpfes. Zusätzlich werden die Bewegungen durch die weitgehend starre Symphyse noch weiter eingeschränkt. Im Ergebnis resultiert eine Bandhaft mit minimaler Restbeweglichkeit („Wackelgelenk“). Aus der Diarthrose wird funktionell eine Synarthrose, weshalb dieses Gelenk auch als Amphiarthrose („sowohl als auch“) AmphiarthrosenSynarthrosenbezeichnet wird. Notwendig ist der überdimensioniert scheinende Bandapparat deshalb, weil die beiden Iliosakralgelenke die einzige Verbindung zwischen Wirbelsäule und Becken mit anschließenden Beinen darstellen.
Die geringe Restbeweglichkeit in diesem Gelenk reicht dennoch dazu aus, dass es im Alltag laufend Probleme bereitet: Ein oder beide Iliosakralgelenke sind häufig blockiert (in unphysiologischer Stellung verkantet und in der Beweglichkeit noch weiter reduziert). Daraus resultieren häufig Schmerzen über dem ISG in körperlicher Ruhe, mit Ausstrahlung in Gesäß und Oberschenkel, und in der Regel auch eine mehr oder weniger ausgeprägte Schiefstellung des Beckens. BeckenschiefstandSkoliosefunktionelleDieselbe führt neben der Ausbildung einer funktionellen Skoliose auch zu einer veränderten Stellung der Oberschenkelköpfe in den Hüftgelenkpfannen mit Rotation der Beinachsen nach außen oder innen und zumeist auch zu einer scheinbaren Beinlängendifferenz. Es ist entscheidend wichtig, eine solche, lediglich scheinbare (funktionelle) BeinlängendifferenzBeinlängendifferenz nicht mechanisch über Einlagen oder Schuhsohlenerhöhungen „auszugleichen“, weil dadurch lediglich die Fehlstellung im Becken mit all ihren Folgen einschließlich muskulärer Verspannungen zementiert wird. Vielmehr besteht hier die korrekte Therapie darin, die Ursache der Fehlstellung, also die ISG-Blockade, mittels Chirotherapie oder anderer Methoden zu beseitigen.

Zusammenfassung

Knochen des Beckens

  • Aufbau:

    • Kreuzbein (Os sacrum)

    • 2 Darmbeine (Os ilium) mit Darmbeinkörper und Darmbeinschaufel; wird begrenzt durch Crista iliaca mit Spina iliaca anterior superior und Spina iliaca posterior superior

    • 2 Sitzbeine (Os ischii) mit Sitzbeinhöcker

    • 2 Schambeine (Os pubis) mit Schambeinkörper, oberem und unterem Schambeinast; werden durch die Symphyse miteinander verbunden

  • Darm-, Sitz- und Schambein sind miteinander zum Hüftbein (Os coxae) verschmolzen

  • Das große Becken wird von den Darmbeinschaufeln gebildet, nach kaudal schließt sich das kleine Becken an.

  • Iliosakralgelenk (ISG): Gelenk zwischen Kreuzbein und den beiderseitigen Darmbeinschaufeln; ist eine funktionelle Bandhaft mit minimaler Beweglichkeit; neigt zu Blockaden

Untere Extremität

Das Skelett der BeineBeinSkelett (Abb. 1.65)Extremitätuntere besteht analog zu den Armen aus einem einzelnen Oberschenkelknochen (Femur), zwei Unterschenkelknochen (Tibia und Fibula), 5 Mittelfußknochen und 5 Zehen. Lediglich die Fußwurzel (Tarsus) enthält mit 7 Knochen einen weniger als die Handwurzel (Karpus).
Oberschenkel
Der OberschenkelknochenOberschenkelknochenOberschenkelFemur (Femur) ist der größte und längste Knochen im menschlichen Körper (Abb. 1.69). Seine proximale Epiphyse besteht aus einer kugeligen Auftreibung, dem Kopf des Femur (Caput femoris). CaputfemorisDieser bildet die Gelenkfläche, die mit dem Acetabulum Acetabulumdes Hüftbeins zum Hüftgelenk artikuliert. Das Caput femoris sitzt auf einem recht langen Hals (Collum femoris), der über einen Winkel von etwa 125° in den Schaft, dieOberschenkel Diaphyse des Femur übergeht.
Auf der Lateralseite des Knochens, fast auf gleicher Höhe mit dem Caput femoris, befindet sich ein großer knöcherner Vorsprung – derTrochanter major/minor (Femur) Trochanter major (großer Rollhügel). Dorsomedial und unterhalb davon, etwa auf Höhe des Winkels, den Hals und Schaft miteinander bilden, findet sich ein weiterer, deutlich kleinerer Vorsprung – der Trochanter minor (kleiner Rollhügel). Während also das Tuberculum minus des Oberarms ventral sitzt, entsteht der Trochanter minor des Oberschenkels dorsal bzw. dorsomedial.
Auf der distalen Epiphyse des FemurCondyluslateralis/medialis (Femur) sitzen 2 Gelenkköpfe, der Condylus medialis und Condylus lateralis, die mit dem proximalen Ende des Schienbeins (Tibia) SchienbeinTibiazum Kniegelenk Kniegelenkartikulieren. Auf den Kondylen (= Gelenkknorren) sitzen seitlich zwei weitere knöcherne Vorsprünge, der Epicondylus medialisEpicondylus lateralis/medialisFemur und Epicondylus lateralis. Zwischen den beiden Kondylen befindet sich auf der Dorsalseite des Femur eine Aussparung – die Fossa intercondylaris.FossaintercondylarisRollhügel, großer/kleiner
CCD-Winkel
Der Centrum-Collum-Diaphysen-Winkel (= CCD-Winkel),CCD-Winkel (Centrum-Collum-Diaphysen-Winkel) den Schenkelhals und Diaphyse miteinander bilden, beträgt physiologischerweise beim Erwachsenen etwa 125° (Abb. 1.70). Seine Vergrößerung auf > 130° bezeichnet man als Valgusstellung (Coxa valga).ValgusstellungVarusstellungCoxavalgaCoxavara Sie führt zu O-Beinen.O-BeineX-Beine Seine Verkleinerung (< 120°) heißt VarusstellungVarusstellung (Coxa vara) und führt zu X-Beinen.

Merke

  • Bei der Valgusstellung ist der distale Anteil eines Knochens oder der distale Knochen eines Gelenks gegenüber der physiologischen Achse nach außen (lateral) abgewichen.

  • Bei der Varusstellung weicht der distale Teil nach innen (medial) ab

Es ist zu beachten, dass die Vergrößerung des CCD-Winkels (Coxa valga) Coxavalgaautomatisch eine Varusstellung im Kniegelenk zur Folge hat (Genu varum), und die Verkleinerung (Coxa vara) eine Valgisierung (Genu valgum)GenuvalgumGenuvarum im Kniegelenk. Beide Fehlstellungen bedingen an Hüft- und Kniegelenk einen vorzeitigen Gelenkverschleiß (Arthrose),KniegelenkArthroseArthroseKniegelenk weil grundsätzlich eine jede unphysiologische Achsabweichung dazu führen muss, dass die Gelenkköpfe nicht mehr zentral in ihren Pfannen stehen, wodurch die Kontaktfläche verkleinert wird.

Pathologie

FemurFrakturÄhnlich wie beim Oberarmknochen (Humerus) bricht auch der Femur bei entsprechender Gewalteinwirkung besonders häufig im Bereich des Oberschenkelhalses. SchenkelhalsfrakturBeim osteoporotischen Knochen alter Menschen genügt dafür bereits ein Bagatelltrauma. Der proximale Femur ist gut durchblutet. Der mögliche Blutverlust von 1–2 l kann durchaus zum hypovolämischen Schock und in der FolgeSchock, hypovolämischerhypovolämischer SchockSchenkelhalsfraktur zum Tod führen, weshalb diese Patienten notfallmäßig (Notarzt, Infusion) zu versorgen sind.

Hüftgelenk
Das HüftgelenkHüftgelenk ist einKugelgelenkHüftgelenk Kugelgelenk mit Bewegungsmöglichkeit in allen 3 Richtungen des Raums (Flexion/Extension, Abduktion/Adduktion, Innen- und Außenrotation). Der Gelenkkopf wird dabei über seine Mitte hinaus von der Gelenkpfanne (Acetabulum) des Hüftbeins umfasst.Acetabulum Er gleicht damit einer Walnuss, deren oberes Drittel entfernt worden ist und bei der nun die Nuss beim Hineinschauen ähnlich in ihrer Schale liegt wie der Hüftgelenkkopf im Acetabulum. Man spricht deshalb auch von einem Nussgelenk. Eine weitere (seltene) NussgelenkNapfgelenkBezeichnung ist Napfgelenk. Der Unterschied zu den üblichen Kugelgelenken liegt also nicht in den möglichen Bewegungsrichtungen, sondern vielmehr in seiner größeren Stabilität gegenüber äußeren Einflüssen. Im Gegensatz zum Schultergelenk kann das Hüftgelenk kaum jemals luxieren. Zusätzlich ist dem Rand des Acetabulum eine Gelenklippe aus Faserknorpel aufgelagert (Labrum acetabulare), welche die Überdachung des Femurkopfes noch weiter vergrößert.
Auf Abb. 1.71 ist zu erkennen, dass der Oberschenkelkopf über ein Band (Lig. capitis femoris) locker im Acetabulum befestigt ist. Durch Gefäße, die in diesem Band verlaufen, erfolgt v. a. in der Wachstumsperiode die Blutversorgung des Gelenkkopfs.Ligamentum(-a)capitis femoris
Unterschenkel
Der UnterschenkelUnterschenkel (Crus, cruris) wird von zwei Knochen gebildet – Schienbein (Tibia) undSchienbeinTibiaWadenbeinFibula Wadenbein (Fibula) (Abb. 1.72). Während Elle und Speiche des Unterarms von annähernd gleicher Größe sind, übernimmt am Unterschenkel die Tibia die Hauptlast des Körpers und ist entsprechend dimensioniert. Sie alleine artikuliert auch mit ihrer proximalen Epiphyse zum Kniegelenk. Erst das distale obere Sprunggelenk wird von beiden Knochen gemeinsam gebildet.
Ähnlich wie am Unterarm sind auch Tibia und Fibula sowohl proximal (über eine Amphiarthrose) als auch distal (über eine Syndesmose = Bandhaft) miteinander verbunden, doch sind hier keine wesentlichen Drehbewegungen möglich – auch deshalb, weil eine kräftige Membran (Membrana interossea) Membrana interossea, Unterschenkeldie beiden Knochen im Bereich ihrer Diaphysen aneinander heftet. Dadurch besteht, anders als am Unterarm, keine Rotationsmöglichkeit des Unterschenkels (mit Fuß) gegenüber dem Oberschenkel.
Das dickere Ende der Tibia (Abb. 1.73) liegt proximal und heißtTibiakopfCaputtibiae Tibiakopf (Caput tibiae). Passend zu den beiden Gelenkknorren des distalen Femur trägt er ebenfalls 2 Kondylen, die mit den Femurkondylen artikulieren. Entsprechend der knöchernen Aussparung zwischen den beiden Femurkondylen (Fossa intercondylaris) erhebt sich zwischen den beiden Tibiakondylen ein Tuberculum intercondylare,Tuberculumintercondylare das allerdings die Fossa intercondylaris bei Weitem nicht ausfüllt. An Fossa intercondylaris und Tuberculum intercondylare sind die Kreuzbänder des Kniegelenks befestigt. Ventral oberhalb der Schienbeinkante, am Übergang zum Tibiakopf, befindet sich eine aufgeraute Fläche (Tuberositas tibiae), Tuberositas tibiaeMusculus(-i)quadriceps femorisdie Anheftungsstelle der Sehne des M. quadriceps femoris.

Pathologie

Fibulafraktur

Mit einer Fibulafraktur Fibulafrakturkann man so lange laufen, wie die Membrana interossea und das Sprunggelenk bzw. sein Bandapparat nicht beteiligt sind – hauptsächlich deshalb, weil das Schienbein die Last des Körpers fast alleine trägt und die Fibula an der Bildung des Kniegelenks nicht beteiligt ist und deshalb im Wesentlichen nur Führungsaufgaben für das obere Sprunggelenk zu übernehmen hat. Allerdings sind isolierte Frakturen der proximalen Fibula sehr selten. Meist handelt es sich dabei um kombinierte Frakturen nach Weber C, mit Zerreißungen von Syndesmose und Membrana interossea, die instabil sind und operativ therapiert werden müssen.
Kniegelenk
Im KniegelenkKniegelenk artikulieren die beiden Kondylen des Femur, getrennt durch die Fossa intercondylaris, mit den beiden Kondylen der Tibia, getrennt durch das Tuberculum intercondylare (Abb. 1.74). Der dritte, am Kniegelenk beteiligte Knochen ist die Kniescheibe (Patella) (Abb. 1.65). KniescheibePatellaSie ist als größtes Sesambein des menschlichen Körpers in die Sehne des großen Oberschenkelmuskels M. quadriceps femoris eingelassen.
Sesambeine
Ganz KniegelenkSesambeineSesambeine, Kniegelenkpauschal werden alle Knochen des Körpers, die mitten im Verlauf einer Sehne liegen, bei denen also die Sehne eines Muskels am einen Ende angeheftet ist und am anderen Ende weiterzieht, als Sesambeine bezeichnet. Die wichtigsten Sesambeine des Menschen sind die Patella und das Erbsenbein (Os pisiforme) der Handwurzel. ErbsenbeinOspisiformeDaneben gibt es kleinere z. B. an Händen und Füßen (Abb. 1.75). Sesambeine sind Schaltknochen, die einen Muskelzug im Sehnenverlauf variabel umlenken können und an Stellen eingefügt sind, an denen ein einfaches Hypomochlion samt Sehnenscheiden ungeeignet wäre.
Im Gegensatz zum Zungenbein besitzen Sesambeine eine Kontaktfläche zu einem weiteren Knochen. Bei der Kniescheibe ist dies der Femur ventralseitig etwa da wo sich dorsal die Fossa intercondylaris befindet. Die Kontaktfläche ist wie üblich mit einem Knorpelüberzug versehen. Es entsteht damit, in den Gesamtraum des Kniegelenks integriert, eine reguläre Gelenkfläche, auf der die Patella bei Beugung und Streckung im Kniegelenk über den Femur gleitet und damit Führungsaufgaben für die Sehne des M. quadriceps femoris übernimmt (Abb. 1.76).

Pathologie

Bei einem (entzündlichen) KniegelenkergussentzündlicherKniegelenkserguss wird die Kniescheibe durch den Flüssigkeitsdruck von ihrer Gelenkfläche abgehoben. Dies ist am liegenden Patienten nachzuweisen, indem man die Patella gegen diese Flüssigkeit drücken und verschieben kann, wobei der Eindruck der sog. tanzenden Patella Patellatanzendeentsteht.

Menisci
Femur- und Tibiakondylen KniegelenkMenisciMeniskenKniegelenksind nicht völlig deckungsgleich. Die Knorpelüberzüge der Gelenkflächen haben nur teilweise Kontakt miteinander. Um die kommunizierende Gelenkfläche zu vergrößern und damit einer vorzeitigen Abnutzung der relativ geringen Kontaktfläche zu begegnen, gleichzeitig aber, und sicherlich dem eigentlichen evolutionären Ziel entsprechend, als Puffer im Hinblick auf die gewaltigen Belastungen, denen das Kniegelenk ausgesetzt ist, wurde an beiden Gelenkflächen ein etwa halbmondförmiges Gebilde aus Faserknorpel eingeschoben – der Meniscus medialis und der Meniscus lateralis (Abb. 1.77). Meniscuslateralis/medialis

Pathologie

Die beiden Menisken sind über kollagene Fasern auf den Tibiakondylen verankert, behalten aber eine gewisse Beweglichkeit, sodass v. a. der Außenmeniskus bei der Beugung im Kniegelenk nach hinten rutscht. Bei Gewalteinwirkungen unter gleichzeitiger Drehbewegung verhalten sich die beiden Scheiben aus Faserknorpel spröde wie Glas – Risse oder Absprengungen sind die Folge. Weit überwiegend hiervon betroffen ist der InnenmeniskusInnenmeniskus (Meniscus medialis; s. unten). Absprengungen nennt man GelenkmausGelenkmäuse. Sie verhalten sich wie „Sand im Getriebe“, führen zu Bewegungsblockaden und müssen operativ entfernt werden.

Bandapparat
Die Kreuzbänder KniegelenkBänderdes KniegelenksKniegelenkKreuzbänderKreuzbänderKniegelenk (Abb. 1.77, Abb. 1.78) sichern seine Stabilität und führen seine Bewegungen. Sie laufen von der Fossa intercondylaris des Femur „über Kreuz“ zum Tuberculum intercondylare tibiae. Unterstützt werden die Kreuzbänder in ihrer Funktion der Gelenkstabilisierung vom medialen und lateralen Seitenband (Abb. 1.78), die an den jeweiligen Seitenbänder, KniegelenkKniegelenkSeitenbänderEpikondylen des Femur ansetzen und medial zum benachbarten TibiakopfTibiakopf bzw. lateral zum Fibulakopf ziehen.Fibulakopf
Das Innenband (mediales Seitenband) Innenband, KniegelenkInnenmeniskusläuft im direkten Kontakt am Innenmeniskus (Meniscus medialis) vorbei und ist mit seinem Rand verwachsen, wodurch derselbe bei Gewalteinwirkungen kaum ausweichen kann, sodass eine höhere Gefährdung resultiert. Der Außenmeniskus (laterale Meniskus) Außenmeniskushat keine Verbindung mit dem Außenband (lateralen Seitenband), Außenband, Kniegelenkweil das Band durch seine Anheftung am lateral vorspringenden Fibulaköpfchen einen ziemlichen Abstand zum Meniskus wahrt. Er kann dadurch Drehbewegungen besser mitmachen und ist bei Kniegelenkverletzungen selten beteiligt.
Bewegungen im Kniegelenk
Das KniegelenkKniegelenkBewegungen ist, etwas vereinfacht dargestellt, ein Scharniergelenk,Scharniergelenk auch wenn sein Bewegungsmechanismus bei Beugung und Streckung recht kompliziert ist und nacheinander Innen- und Außenrotation beinhaltet. Dazu kommt, dass bei gebeugtem Knie auch eine Rotation des Unterschenkels gegen den Oberschenkel möglich ist. Man spricht deshalb auch von einem Drehwinkel-Gelenk bzw. Dreh-Scharniergelenk. Diese Drehung erfolgt allerdings nicht als Bewegungsvorgabe durch das Gelenk selbst, sondern entspricht eher einem Rutschen der Femurkondylen auf den Tibiakondylen bzw. deren Menisci.

Merke

Es handelt sich beim Kniegelenk hinsichtlich seiner eigentlichen (aktiven) Bewegungsachse definitionsgemäß um ein Scharniergelenk. Die in Beugestellung passiv mögliche Rotation erweitert diesen Begriff zur Sonderform eines Drehwinkelgelenks.Drehwinkelgelenk

Pathologie

Plica-Syndrom

Das sog. Plica-SyndromPlica-Syndrom kann dazu führen, dass bei Bewegungen im Kniegelenk, v.a. unter Belastung, ein schnappendes oder knacksendes Geräusch zu hören ist, eventuell verbunden mit Schmerzen und einer Bewegungshemmung. Eine Plica ist eine Falte. Am Kniegelenk versteht man darunter eine Einstülpung der Membrana synovialis in den Gelenkbinnenraum, zumeist ausgehend von der Medialseite in den Raum zwischen Patella und mediale Femurkondyle (Plica mediopatellaris). Ausgangspunkt dieser häufigen Situation ist die embryonale Entwicklung des Kniegelenks, bei der die Membrana synovialis sich zunächst noch sehr breit in die Gelenkhöhle hineinwölbt und zu einer regelrechten Unterteilung des Kniegelenks in zwei abgetrennte Bereiche führt. Diese Membran bildet sich im weiteren Verlauf mehr oder weniger vollständig zurück, bleibt allerdings in etlichen Fällen als kleine Synovialfalte ohne weitere Bedeutung erhalten.
Ist die Rückbildung unvollständig und wird die Plica durch entsprechende körperliche Aktivitäten gereizt, können ödematöse Schwellungen und Schmerzen resultieren, die entsprechend der Lokalisation hinter oder medial der Patella empfunden werden. Meist ist dann auch v.a. bei der Kniebeugung ein Schnapp- bzw. Knacksgeräusch zu vernehmen bzw. unter der aufgelegten Hand auch zu spüren. Das Zohlen-ZeichenZohlen-ZeichenPlica-Syndrom wird positiv, ist also nicht spezifisch für die Chondropathia patellae (Kap. 4.2). Zusätzlich kann (selten) eine Streckhemmung entstehen. In ausgeprägten Fällen kann die Plica bzw. der angeschwollene Bezirk an der Medialseite des Gelenks tastbar werden. Dies gilt gleichzeitig als sicherster ambulanter Hinweis, weil teilweise noch nicht einmal mit der MRT ein apparativer Nachweis gelingt. In diesen Fällen wird die Diagnose erst über eine Arthroskopie endgültig gesichert.ArthroskopiePlica-Syndrom
Die arthroskopische Abtragung der Plica stellt in ausgeprägten Fällen gleichzeitig die Therapiemethode der Wahl dar, weil antientzündliche Therapien unter Schonung des Gelenks an der Ursache nichts ändern können, also grundsätzlich nur vorübergehend wirksam sind. Zu lange warten sollte man mit der operativen Entfernung nicht, weil es durch die Reibung zwischen Plica und Gelenkknorpel über längere Zeiträume zur (irreversiblen) Arthrose des Kniegelenks kommen muss.
An dieser Stelle soll angefügt werden, dass die schmerzlosen Knacksgeräusche, die bei zahlreichen Menschen in den Kniegelenken entstehen, nicht von einer Plica, sondern von den zahlreichen kleinen Inkongruenzen herrühren, die für die Gelenkflächen des Knies typisch sind. Auch mit kindlichen Wachstumsvorgängen haben sie nichts zu tun. Natürlich ist es immer möglich, dass die Geräusche erst entstehen oder zumindest dadurch verstärkt werden, dass die beinahe alltäglichen ISG-Blockaden zu Fehlrotationen der Beine geführt haben.
Sprunggelenk
Distal laufen die beiden SprunggelenkUnterschenkelknochen in die entsprechenden Knöchel des Sprunggelenks aus. Dabei bildet das Tibiaende den Malleolus medialis (Innenknöchel) und das Fibulaende den tiefer stehenden Malleolus lateralis (Außenknöchel) (Abb. 1.72). InnenknöchelAußenknöchelZwischen den beiden Knöcheln liegt die eigentliche Gelenkfläche der Tibia zur Artikulation mit dem Sprungbein (Talus)SprungbeinTalus des Fußes zum oberen Sprunggelenk (OSG, Articulatio talocruralis; Crus = Unterschenkel) (Abb. 1.65). Die KnöchelArticulatiotalocruralisSprunggelenkoberes (OSG)OSG (oberes Sprunggelenk) (Malleoli) beteiligen sich über eigene Gelenkflächen auf beiden Seiten des Sprungbeins an der Führung und Stabilisierung des OSG. Wie oben bereits erwähnt sind distal also beide Unterschenkelknochen an der Gelenkbildung beteiligt.
Das obere Sprunggelenk ist im Wesentlichen ein Malleolus lateralis/medialisScharniergelenk, das ähnlich wie das Kniegelenk bei der Bewegung von der Dorsalflexion des Fußes zur PlantarflexionPlantarflexion und zurück kleine Seitbewegungen mit einschließt, weil die beteiligten Gelenkknochen nicht völlig gleichmäßig gestaltet sind.

Merke

Anders als beim Handgelenk, bei dem die Bewegungen Flexion und Extension eindeutig definiert sind, würden diese Begriffe beim Sprunggelenk zu Missverständnissen führen, denn das, was wie eine Streckung (Extension) der Fußspitze nach vorne und unten aussieht, ist in Wahrheit eine Flexion. Aus diesem Grund haben sich zur unmissverständlichen Beschreibung der Bewegungen im OSG die Begriffe Dorsal- und Plantarflexion durchgesetzt (Planta = Fußsohle).PlantaFußsohle

Pathologie

Außenbandruptur (Supinationstrauma)

Außenbandruptur, Sprunggelenk, oberesVon den zahlreichen Bändern, die das obere Sprunggelenk verstärken und schienen, ist das vordere der beiden Außenbänder (Lig. talofibulare anterius) Ligamentum(-a)talofibulare anteriusbesonders häufig (häufigste Bandverletzung überhaupt, gleichzeitig sogar die häufigste Sportverletzung) von Überdehnungen, Ein- oder Abrissen, betroffen (Abb. 1.79). Nicht so selten rupturiert gleichzeitig auch das Lig. calcaneofibulare, Ligamentum(-a)calcaneofibulareevtl. sogar mit zusätzlicher Fraktur der Knöchelspitze (= Weber-A-Fraktur).Weber-A-Fraktur Das Lig. talofibulare posteriusLigamentum(-a)talofibulare posterius ist selten beteiligt. Obwohl es zahlreiche Bänder gibt, die „ir- gendwo außen“ verlaufen, spricht man bei der Ruptur des Lig. talofibulare- anterius meist nur pauschal und ohne nähere Zuordnung von der Außenbandruptur. Da dies allerdings nur einen Teilaspekt der möglichen Folgen im Zusammenhang mit dem üblichen Unfallhergang darstellt, sollte die Verletzung zunächst nur pauschal als Supinationstrauma bezeichnet werden.Supinationstrauma, Sprunggelenk, oberes
Der Unfallmechanismus besteht in einem Umknicken des Fußes nach lateral (Supinationsbewegung). Dies geschieht nicht nur besonders häufig bei zahlreichen Sportarten (einschließlich Joggen), sondern auch beim normalen Gehen auf unebenem Boden. Begünstigend wirkt die häufig zu beobachtende Hypermobilität mit Instabilität der Bandstrukturen. Der Bereich des Außenknöchels ist hierbei angeschwollen und druckschmerzhaft, besonders direkt ventral und unterhalb des Knöchels. Häufig kommt es selbst dann, wenn der Bandapparat überwiegend nur überdehnt wird, unter Einreißen lediglich einzelner Bandanteile, zu Einblutungen (Hämatom).HämatomeSupinationstrauma, Sprunggelenk, oberes
Bei einem vollständigen Abriss des Bandes besteht eine Aufklappbarkeit im OSG in die Supinationsstellung, die durch eine sog. gehaltene Röntgenaufnahme bestätigt werden kann. Diese sehr schmerzhafte Untersuchung ist inzwischen (glücklicherweise) recht ungebräuchlich. Besser geeignet zum Nachweis einer Außenbandruptur und außerdem für den Patienten weitgehend schmerzfrei ist das sog. Schubladenphänomen, das auch als Talusvorschub bezeichnet werden kann: Der Untersucher hält den Fuß des auf dem Rücken liegenden Patienten im Bereich der Ferse, während er mit der anderen Hand die Tibia nach unten zu drücken sucht. Besteht lediglich eine Zerrung, bleibt das Gelenk stabil. Dage- gen lässt sich bei einem Riss des vorderen Außenbandes die Tibia gegen den Fuß nach unten verschieben, bzw. der Fuß gegen die Tibia nach vorne. Eine (normale) Röntgenkontrolle ist bei einem Supinationstrauma mit Schmerzen, Schwellung und Hämatom immer erforderlich, um eine begleitende Fibulafraktur Fibulafrakturnicht zu übersehen.
Bei einer angeborenen Bandschwäche, die zu einer chronischen Instabilität im OSG mit rezidivierendem Umknicken des Fußes führt, sollte durch krankengymnastische Übungen eine Stabilisierung angestrebt werden.

Hinweis Prüfung

Tibiafrakturen Tibiafrakturengehören nicht zu den üblichen Folgen eines Supinationstraumas, doch bedeutet dies nicht, dass sie bei einem komplexen Unfallmechanismus und als extrem seltene Ausnahme nicht zusätzlich entstehen könnten. Nahezu jede Regel kennt irgendeine Ausnahme. Und natürlich musste bei einer Prüfungsfrage vom März 2015 genau dieser äußerst unwahrscheinliche Zusammenhang angekreuzt werden.

Es stellt sich zum wiederholten Mal die Frage nach der Berechtigung derartiger Zuordnungen in einer Heilpraktikerprüfung. Schließlich kann es beim Supinationstrauma auch zu Nasenbluten kommen, sofern der Patient dabei aufs Gesicht fällt.

Pathologie

Fibulafraktur und Klassifikation nach Weber

Weber-FrakturenFibulafrakturWeber-KlassifikationFibulafrakturenWeber-KlassifikationFibulafrakturen sind meist Knöchelfrakturen (Abb. 1.80). Sie können an der Spitze des Außenknöchels (Weber-A-Fraktur), im Bereich der Syndesmose (Weber B) oder oberhalb der Syndesmose (Weber C) auftreten. Fibulafrakturen stellen die häufigsten Frakturen der unteren Extremität dar.
Während es bei einer Weber-A-FrakturWeber-A-FrakturWeber-B-Fraktur ausreicht, das abgerissene Knochenfragment mit Drähten zu fixieren, muss ab Weber B eine sorgfältig den Gelenkverhältnissen angepasste Osteosynthese erfolgen. Eine begleitende Syndesmosenruptur wird genäht. Dieselbe ist bei Weber-C-Frakturen Weber-C-Frakturausnahmslos vorhanden, bei Weber B lediglich möglich.
Dagegen wird bei der reinen AußenbandrupturAußenbandruptur, Sprunggelenk, oberes üblicherweise nicht mehr operiert, sondern konservativ behandelt, weil das im Bereich der Ruptur entstehende Narbengewebe eine zum Ausgangszustand vergleichbare Stabilität erzeugt. Die Ruhigstellung erfolgt auch nicht mehr über einen Gipsverband wie in früheren Jahren, sondern über eine spezielle Schiene, die das Gelenk seitlich stabilisiert und Supinationsbewegungen verhindert, gleichzeitig aber eine gewisse Beweglichkeit in axialer Richtung erlaubt. Die Ergebnisse sind damit weit besser als bei den früher üblichen Verfahren.
Fuß
Fußwurzel
Entsprechend den FußVerhältnissen an Unterarm und Hand folgt distal im Anschluss an die Unterschenkelknochen die Fußwurzel (Tarsus). FußwurzelTarsusDie Fußwurzel besteht dabei im Gegensatz zur Handwurzel nur aus 7 einzelnen Knochen, weil sie kein Sesambein (Os pisiforme der Handwurzel) enthält (Abb. 1.81). Die einzelnen Knochen sind:
  • Sprungbein (Talus): SprungbeinTalusEs liegt auf dem Calcaneus und bildet mit Tibia und Fibula das obere Sprunggelenk.

  • Fersenbein (Calcaneus):FersenbeinCalcaneus ist der größte Knochen des Fußes. Sein hinterer Anteil ist zum Fersenhöcker (Tuber calcanei)Fersenhöcker verdickt. Hier inseriert die Achillessehne.Achillessehne

  • Kahnbein (Os naviculare, Naviculare): KahnbeinOsnaviculareNavicularefolgt distal anschließend an den Talus

  • Würfelbein (Os cuboideum, Cuboid):WürfelbeinOscuboideumCuboid liegt distal vom Calcaneus; bildet den lateralen Teil der distalen Reihe der Fußwurzelknochen, also den FußaußenrandFußaußenrand

  • inneres, mittleres und äußeres Keilbein (Os cuneiforme mediale, intermedium, laterale): Keilbein(e)OscuneiformeSie bauen den medialen Teil der distalen Reihe der Fußwurzelknochen auf, wobei das innere Keilbein (Os cuneiforme mediale) den Abschluss zur Medialseite des Fußes bildet.

Merke

Für Namen und Anordnung der 7 FußwurzelknochenFußwurzelknochen gibt es eine Eselsbrücke:

Das Sprungbein und das Fersenbein,

die wollten in den Kahn hinein

und kriegten dreimal Keile – vom Würfelbein.

Pathologie

Fersensporn

Unter der Diagnose FersenspornFersensporn (Kalkaneussporn; Abb. 1.82) Kalkaneusspornversteht man einen dornartigen Knochenauswuchs (= Exostose) des Fersenhöckers – entweder dorsal am Ansatz der Achillessehne und verbunden mit einer Weichteilschwellung (sog. Haglund-Ferse) Haglund-Fersedurch chronische Reizung (enge Schuhe, Überlastung des M. triceps surae) oder am darunter liegenden Stützpunkt des Fußes im Bereich überbeanspruchter Sehnenansätze (kleine Fußmuskeln) – z. B. bei Absenkung des Fußgewölbes, bei Sportlern oder bei Übergewicht. Die resultierenden Belastungsschmerzen können erheblich sein.
Zur Therapie eignen sich maßgefertigte Einlagen, evtl. ergänzt durch lokale Infiltrationen. Wenn dies nicht ausreicht, können Stoßwellen oder Röntgenstrahlen versucht werden. Eine homöopathische Therapie mit Hekla lava D3 oder D4 (3–4 × tgl.) kann sehr erfolgreich sein.
Unteres Sprunggelenk
Das untere SprunggelenkSprunggelenkunteres (USG)USG (unteres Sprunggelenk) (Abb. 1.83) wird gebildet vom Sprungbein und seinen angrenzenden Knochen Naviculare und Fersenbein, verstärkt und geschient durch straffe Bänder. Auch beim unteren Sprunggelenk handelt es sich überwiegend um ein Scharniergelenk mit allerdings schräger Bewegungsachse, bei welcher der Vorfuß eine kombinierte Einwärtsdrehung (Adduktion) unter gleichzeitiger Supination und Plantarflexion vollführt. Entsprechend gelingt die Pronation nur unter gleichzeitiger Auswärtsdrehung (Abduktion) und Dorsalflexion. Zur Erinnerung: Supination und Pronation der Hand werden nicht vom proximalen oder distalen Handgelenk, sondern allein durch die Drehbewegung des Unterarms ausgeführt.
Mittelfuß und Zehen (Abb. 1.81)
Den Mittelfuß bilden MittelfußMittelfußknochendie 5 Mittelfußknochen Scharniergelenk(Metatarsalknochen), MetatarsalknochenVorfußZehenden Vorfuß die Zehen. Entsprechend den Fingern der Hand bestehen die Zehen 2–5 aus jeweils 3 Gliedern, die Großzehe (Hallux) HalluxGroßzehenur aus deren 2. Auch die Gelenke entsprechen denjenigen der Hände mit allerdings eingeschränktem Bewegungsumfang.
Fußgewölbe
Die Anordnung des FußgewölbeFußskeletts bedingt eine Höhlung der Fußsohle in Längs- und in Querrichtung (Abb. 1.84). Das Längsgewölbe befindet sich zwischen dem dorsalen Ende des Calcaneus (Tuber calcanei), dem hinteren Stützpunkt des Fußes, und den Metatarsalköpfchen. Es ist an der Medialseite deutlich stärker ausgebildet als lateral, sodass der Mittelfuß nur in seinem lateralen Anteil Bodenkontakt bekommt. Das Quergewölbe wird durch die gegenseitige Anordnung der Fußwurzel- und Metatarsalknochen bewirkt, vergleichbar mit der Rinne, die von den Handwurzelknochen gebildet wird. Es erstreckt sich von der Fußwurzel bis zu den Metatarsalköpfchen, besonders ausgeprägt im Bereich der Keilbeine.
Den Erhalt der beiden Gewölbe sichern starke Bänder, die kurzen Fußmuskeln nebst den Sehnen der langen Fußmuskeln sowie Verstärkungen der einzelnen Gelenkkapseln. Diese Verstärkungen der Gelenke führen dazu, dass es sich bei den Gelenken zwischen den Sprung- und ZehengelenkenZehengelenke um Amphiarthrosen handelt.Amphiarthrosen
Das Druckgewicht beim normalen Gehen (!) eines Erwachsenen liegt bei über 400 kg an der Fußunterseite und wird beim Laufen oder Springen nochmals erheblich gesteigert. Durch das nachgiebige Federn der beiden Fußgewölbe verringert sich diese enorme Belastung.
Fußdeformierungen
Senk-, Spreiz- und Knickfuß
Eine angeborene oderFußDeformierungen im Lauf des Lebens erworbene Abplattung des Längsgewölbes nennt man SenkfußSenkfuß. Eine Abflachung des Quergewölbes wird SpreizfußSpreizfuß genannt Entsprechend entsteht beim Nachgeben beider Fußgewölbe der Senkspreizfuß (= Plattfuß). SenkspreizfußTeilweise Plattfußwird auch die alleinige Absenkung des Längsgewölbes (Senkfuß) als Plattfuß bezeichnet.
Häufig entsteht, z. B. bei einer Bandschwäche, eine Verbiegung des Fußes in Pronationsstellung bzw. Valgusstellung (Knickfuß), Knickfußwobei eine leichte Abknickung von etwa 7° physiologisch ist. Der Innenknöchel springt beim Knickfuß stärker als üblich hervor. Das mediale Fußgewölbe senkt sich, sodass es über den zunächst entstehenden, im unbelasteten Zustand reversiblen Knicksenkfuß Knicksenkfußim Extremfall bis zum fixierten Plattfuß kommen Plattfußkann. Im Kleinkindesalter sind Knick- bzw. Knicksenkfüße noch als durchaus physiologisch anzusehen. Wichtig ist, dass sich das Fußgewölbe beim Zehenstand aufrichtet und die Knickung ausgeglichen wird. Bei Kinderfüßen, die sich fehlzuentwickeln drohen, kann mit FußgymnastikFußgymnastik viel erreicht werden – man sollte hier mit Einlagen zunächst sehr zurückhaltend sein, weil dieselben eine muskuläre Insuffizienz eher fördern und zementieren würden.
Die mit weitem Abstand häufigste Ursache von Knick-, Senk- oder/und Spreizfüßen ist beim Erwachsenen in einer statischen Insuffizienz, also einem Missverhältnis zwischen Belastung des Fußes und dessen Belastbarkeit zu sehen. Begünstigt wird ein solches Missverhältnis durch ein erhöhtes Körpergewicht, zu kleine oder sonst ungeeignete Schuhe sowie Rotationsfehlstellungen RotationsfehlstellungBeineder Beine bei echten (selten!) oder scheinbaren Beinlängendifferenzen.
Hammer- und Krallenzehen
Der SpreizfußSpreizfuß KrallenzeheHammerzehestellt die häufigste Fußdeformität überhaupt dar. Er kann nicht nur Belastungsbeschwerden, sondern auch Zehendeformierungen hervorrufen. Diese Deformierungen werden im Einklang mit dem entstehenden Bild als Hammerzehen bzw. Krallenzehen bezeichnet (Abb. 1.85). Dabei kommt es zur Absenkung der Metatarsalköpfchen II–IV. Metatarsalköpfchen II–IV, AbsenkungUnter den Mittelfußköpfchen sowie an der Zehen-Streckseite, also oben, bilden sich druckbedingt schmerzhafte Schwielen. Eine dauerhafte Aufrichtung des Quergewölbes ist nicht möglich, wobei allerdings bei Fußdeformitäten von Kinder- und Erwachsenenfüßen eine einfache Regel gilt: Bei Kinderfüßen kann eine fachgerechte und konsequent angewandte Fußgymnastik sehr häufig Heilungen oder Besserungen bewirken, während dies bei den Füßen von Erwachsenen mit Ausnahme der Stabilisierung einer Hypermobilität bei insuffizientem Bandapparat kaum jemals erfolgreich ist.
Hallux valgus
Die Abspreizung des Os metatarsale I (und V) mit Ausbildung eines Hallux valgusHalluxvalgus ist gerade beim Spreizfuß häufig, weil die Verbreiterung des Fußes gleichzeitig zu enger werdenden Schuhen führt. Die Hauptursache des Hallux valgus besteht allerdings im jahrelangen Tragen zu enger bzw. spitz zulaufender Schuhe, was man als Modediktat betrachten kann. Frauen sind aus diesem Grund wesentlich häufiger betroffen als Männer. Hat die Verbiegung der Großzehe in Richtung Kleinzehe erst einmal begonnen, wird sie durch den entstehenden Muskelzug weiter verstärkt. Die Abweichung des Metatarsalköpfchens nach medial führt in diesem Bereich zur scheinbaren Exostose mit druckbedingter Hornhautverdickung bzw. entzündlichen Reizungen (Abb. 1.86).
Patienten mit Hallux valgus tragen ihrer Meinung nach grundsätzlich außerordentlich bequeme Schuhe, die keinesfalls zu eng sein können, sodass man mit dem eigenen Erklärungsmodell nicht landen kann. Es hat sich in diesen Fällen bewährt, die Patienten mit unbekleideten Füßen aufrecht stehen zu lassen und die Schuhe direkt daneben zu stellen. Nun erst fällt in aller Regel das ausgeprägte Missverhältnis zwischen (engen) Schuhen und (breiten) Vorfüßen auf.
Die Therapie des Hallux valgus kann man, abgesehen von geeignetem Schuhwerk, mit nächtlichen Hallux-valgus-Schienen versuchen. Bei Erfolglosigkeit und entsprechendem Leidensdruck wird operiert, wobei verschiedene Verfahren im Gebrauch sind.

Zusammenfassung

Knochen der unteren Extremität

  • Oberschenkelknochen (Femur): ist der größte menschliche Knochen; proximal finden sich Caput femoris, Collum femoris, Trochanter major, Trochanter minor; am distalen Ende liegen Condylus medialis, Condylus lateralis, Epicondylus medialis, Epicondylus lateralis, Fossa intercondylaris

  • Schienbein (Tibia) mit Caput tibiae, Tuberculum intercondylare, Malleolus medialis (distal)

  • Wadenbein (Fibula) mit Fibulaköpfchen (proximal) und Malleolus lateralis (distal)

  • Patella (Kniescheibe): Sesambein; eingebettet in die Sehne des M. quadriceps femoris

  • Fußwurzel (Tarsus): Sprungbein (Talus), Fersenbein (Calcaneus), Kahnbein (Os naviculare), Würfelbein (Os cuboideum), inneres, mittleres und äußeres Keilbein (Os cuneiforme mediale, intermedium, laterale)

  • 5 Mittelfußknochen (Metatarsalknochen)

  • Zehenknochen: analog zu den Fingerknochen bestehend aus 3 Gliedern (Ausnahme: Großzehe mit 2 Gliedern)

Gelenke der unteren Extremität

  • Hüftgelenk: ist ein Kugelgelenk; wird gebildet aus Caput femoris und Acetabulum des Hüftbeins; besitzt große Stabilität aufgrund der umfangreichen knöchernen Überdachung („Nussgelenk“)

  • Kniegelenk: ist ein Scharnier- bzw. Drehwinkelgelenk; wird gebildet aus Condylus medialis und Condylus lateralis des Oberschenkelknochens, aus den zwei Kondylen des Schienbeins und der Patella

    • Zwischen den Gelenkflächen liegen die halbmondförmigen, aus Faserknorpel bestehenden Meniscus medialis und Meniscus lateralis, um die enormen Belastungen im Kniegelenk auszugleichen.

    • wird stabilisiert durch vorderes und hinteres Kreuzband sowie mediales und laterales Seitenband

  • oberes Sprunggelenk: ist ein Scharniergelenk; wird gebildet vom Malleolus medialis des Schienbeins, Malleolus lateralis des Wadenbeins und dem Talus; stabilisiert wird es durch zahlreiche Bänder

  • unteres Sprunggelenk: ist ein Scharniergelenk mit schräger Bewegungsachse; wird gebildet von Talus, Os naviculare und Calcaneus, geschient durch straffe Bänder

  • Außenbandruptur: häufigste Bandverletzung sowie häufigste Sportverletzung überhaupt

Fußgewölbe

  • zusammengesetzt aus Längs- und Quergewölbe

  • gesichert durch kräftige Bänder, die kurzen Fußmuskeln und Sehnen der langen Fußmuskeln

  • verringern durch ihr nachgiebiges Federn die Belastungen, die auf den Fuß einwirken

Muskulatur – Anatomie und Physiologie

Die Muskulatur ist der aktive Teil des Bewegungsapparats.MuskulaturBewegungsapparatMuskulatur Sie stellt mit einem Anteil von gut 40 % beim Mann und 30 % bei der Frau die Hauptmasse des menschlichen Körpers. Ihre Aufgabe ist es, Kraft zu entwickeln, um etwas zu bewegen oder festzuhalten oder anzuspannen. Mit ihrer Hilfe bewegen wir Arme und Beine. Herz, Darm, Harn- und Gallenblase treiben ihren Inhalt weiter. Ohne ihre Hilfe könnten wir den Rücken nicht gerade halten, geschweige denn aufrecht stehen.
Jeder einzelne Muskel wird namentlich bezeichnet. In der medizinischen Nomenklatur wird hierbei das Wort Musculus – abgekürzt M. – dem eigentlichen Namen vorangestellt. So heißt z. B. ein wichtiger Oberarmmuskel Musculus bzw. M. biceps brachii. Sind mehrere Muskeln gemeint, so bezeichnet man sie als Musculi, abgekürzt Mm. Weitere für den Muskel spezifische Namensgebungen beziehen sich auf seine Zellen: Sarx (im Genitiv Sarkos) bedeutet Fleisch bzw. Muskel. Die Zellmembran der Muskelfaser heißt dementsprechend Sarkolemm,Sarkolemm ihr Zytoplasma Sarkoplasma. SarkoplasmaDas endoplasmatische Retikulum der Muskelzelle nennt man sarkoplasmatisches Retikulum. sarkoplasmatisches RetikulumImmerhin dürfen die weiteren Zellorganellen (Mitochondrien, Zellkern usw.) ihren angestammten Namen behalten.
Nahezu jeder Muskel ist über seine Sehnen an 2 unterschiedlichen Knochen befestigt, die man als Ursprung und Ansatz bezeichnet. Definitionsgemäß ist hierbei der Ursprung derjenige Knochen, der sich nicht oder weniger als der andere bewegen kann. Der Ansatz ist demnach ein Knochen mit mehr Bewegungsspielraum. Beispielsweise hat der M. biceps brachii seinen Ursprung am knöchernen Schultergürtel und seinen Ansatz an einem Knochen des Armes. An den Extremitäten, bei denen diese Unterscheidung nicht so leicht getroffen werden kann, wird grundsätzlich die proximale Anheftungsstelle als Ursprung, die distale als Ansatz MuskulaturAnsatz/Ursprungbezeichnet.
Die Muskeln des Körpers lassen sich in 3 verschiedene Typen einteilen:
  • 1.

    Skelettmuskulatur = quergestreifte, dem WillenSkelettmuskulatur unterstellte MuskulaturMuskulaturquergestreiftequergestreifte Muskulatur

  • 2.

    Muskeln innerer Hohlorgane (z. B. Wandung von Blutgefäßen, Verdauungstrakt) = glatte MuskulaturMuskulaturglatteglatte MuskulaturHerzmuskulatur

  • 3.

    der Sonderfall der Muskulatur des Herzens

Sämtliche Muskeln des Körpers lassen sich in diese 3 Gruppen einordnen. Im Rahmen unseres Faches interessiert hier überwiegend nur die quergestreifte Skelettmuskulatur.

Makroskopischer Aufbau

Ein Muskel der SkelettmuskulaturSkelettmuskulaturmakroskopischer AufbauMuskulaturmakroskopischer Aufbau besteht aus einem oder mehreren Muskelbäuchen, einer derben bindegewebigen Haut, die den gesamten Muskel umhüllt (Faszie) sowie zumindest 2 Sehnen, die den Muskelzug auf die jeweiligen Anteile des knöchernen Skeletts übertragen. Die kleinsten Einheiten des Muskels, seine Zellen, sind die längsten Zellen des menschlichen Körpers (am Oberschenkel bis zu 30 cm oder darüber hinaus). Gleichzeitig befindet sich jedoch ihr Durchmesser im Bereich üblicher Zellen, sodass man sie ungeachtet ihrer enormen Länge mit bloßem Auge nicht sehen kann. Wegen dieser besonderen Struktur werden Muskelzellen meist alsMuskelfasern Muskelfasern bezeichnet.
Muskelfasern werden im Gesamtmuskel zu größeren Einheiten gebündelt, den Muskelfaserbündeln,Muskelfaserbündel wodurch eine strähnige Struktur entsteht, die man nun mit bloßem Auge erkennen kann. Dieses strähnige bzw. faserige Aussehen des Muskels in seiner Längsrichtung hat mit der ausschließlich im Mikroskop erkennbarenMuskulaturQuerstreifung Querstreifung (s. unten) nichts zu tun, sondern wird allein von einer bindegewebig septierten Bündelung seiner Muskelfasern zu größeren Einheiten (Primär- und Sekundärbündel) verursacht. Es gibt also ungeachtet dieses makroskopischen Aussehens keine „längsgestreifte“ Muskulatur, sondern allein die oben erwähnten 3 Typen.
Ein einzelnes Muskelfaserbündel (sog. Primärbündel) Primärbündel, Muskulaturbesteht aus 10–20 (maximal bis zu 50) beieinander liegenden Zellen. Zwischen benachbart liegende Muskelfasern eingeschoben ist eine dünne Schicht aus lockerem Bindegewebe (Endomysium), Endomysiumdas sowohl als Verschiebe- und Haftschicht dient als auch Nerven und zahlreiche Blutgefäße führt (Abb. 1.87). Jede einzelne Muskelzelle weist also eine bindegewebige Umhüllung auf, die ihrer Versorgung dient.
Als Einheit zusammengefasst werden die Zellen eines Primärbündels durch eine wiederum bindegewebige Umhüllung (Perimysium externum/internumPerimysium internum). Das Bindegewebe, das mehrere Primärbündel umgibt und den Muskel damit in größere Einheiten unterteilt (= Sekundärbündel), Sekundärbündel, Muskulaturwird als Perimysium externum bezeichnet. Das lockere Bindegewebe schließlich, das den gesamten Muskel einscheidet, definiert man als Epimysium.Epimysium
Dem Epimysium aufgelagert findet sich die Faszie Faszienaus sehr straffem, kollagenfaserreichem, zellarmem Bindegewebe, in Struktur und Funktion vergleichbar mit einer Organkapsel. Sie umgibt einzelne Muskeln, kann jedoch auch Muskelgruppen oder eine ganze Extremität einhüllen und damit ihre verschiedenen Strukturen in der richtigen Anordnung beieinanderhalten. Interessant ist die noch relativ neue Erkenntnis, dass Faszien möglicherweise nicht einfach nur derbe Umhüllungen von Muskeln oder Muskelgruppen darstellen, welche die Struktur anatomisch stabilisieren, sondern dass sie als Reaktion auf Botenstoffe auch getrennt von ihren Muskeln reagieren können, sodass sie z. B. durch isolierte Verquellungen oder Verhärtungen evtl. Symptome beim Patienten verursachen. Möglicherweise jedoch sind die vielen Eigenschaften, die man nun neuerdings den Faszien zuschreibt, mehr einer Begriffsverwirrung geschuldet:

Exkurs

Alle paar Jahre (erstmals 2007) treffen sich Wissenschaftler, die sich v.a. auf die Erforschung straffer bindegewebiger Strukturen spezialisiert haben, zu internationalen Symposien. Diese Gruppe meinte, den Faszienbegriff ausweiten zu müssen, weshalb inzwischen jeder etwas anderes darunter versteht. Nach dieser Definition gehört also nun jedes straffe, kollagenfaserreiche Bindegewebe, welches Haltefunktionen ausübt, den Körper zusammenhält und durchdringt, zum Fasziengewebe. Aus dem Bindegewebe der Organkapseln, des Coriums bzw. der Septen des Fettgewebes, der Pleura, des Peritoneums und der Hirnhäute wurden also nun Faszien. Einige schließen gleich noch alles weitere Bindegewebe mit in den Begriff ein, wodurch Bindegewebe und Faszie zu synonymen Benennungen verkommen. Danach gibt es also aus der Sichtweise dieser Wissenschaftler weiches und straffes Fasziengewebe. Allerdings wird aus unerfindlichen Gründen das straffe Bindegewebe knöcherner Strukturen ausgenommen und darf bis auf Weiteres, vielleicht bis zum Symposium 2028, straffes Bindegewebe heißen. Auch Fettgewebe, das zu den Bindegeweben gehört und aus dem Mesenchym entstanden ist, ist wenigstens vorläufig noch keine Faszie, sondern Fettgewebe.

Aufbau der Muskelzellen

Einzelne Muskelfasern (= Einzelzellen) Muskelzellensind, je nach der Länge des jeweiligen Gesamtmuskels, bis zu 30 cm lang. Ihr Durchmesser reicht dagegen nur bis zu maximal 1/10 mm (Spanne = 20–100 µm). Muskelfaser ist also, wie oben bereits erwähnt, lediglich die Bezeichnung für eine Zelle, die in Relation zu ihrem geringen Durchmesser ungeheuer lang ist. Hervorgegangen ist sie in der Embryonalentwicklung aus einer großen Zahl kettenförmig aneinander gelagerter Vorläuferzellen, deren Kontaktflächen sich aufgelöst haben. Um Missverständnissen vorzubeugen, sei an dieser Stelle angefügt, dass die Axone und Dendriten von Nervenzellen noch sehr viel länger werden können, doch handelt es sich hierbei lediglich um dünne, spezialisierte Zellfortsätze und nicht um Zellen. Die Nervenzellen selbst, ihr Perikaryon, besitzen eine durchaus übliche Größe im Bereich von 20 µm.
MuskelzellenAufgrund ihrer Entstehung und der enormen Länge enthalten Muskelzellen, im Gegensatz zu allen weiteren menschlichen Zellen, zahlreiche (hunderte), randständig gelegene Zellkerne. Zur Stillung ihres gewaltigen Energiebedarfs besitzen Muskelfasern eine große Zahl an Mitochondrien und, wiederum als Besonderheit gegenüber anderen Zellen, das im Sarkoplasma (Zytoplasma) gelöste MyoglobinMyoglobin. Das braunrötlich gefärbte Myoglobin ist für die MuskelfarbeMuskelfarbe verantwortlich. Es ähnelt dem Hämoglobin der Erythrozyten und hat genau wie jenes die Aufgabe, Sauerstoff zu binden. Seine Affinität zum Sauerstoff ist höher als diejenige des Hämoglobin,Hämoglobin sodass derselbe von den Erythrozyten des vorbeiströmenden Blutes auf das Myoglobin übergeht und als Reserve für den arbeitenden Muskel gespeichert wird – ganz und gar einmalig im menschlichen Körper.
Die kontraktilen Einheiten (Myofibrillen)Muskulaturkontraktile Einheiten Myofibrillenals zentrale Elemente von Muskelzellen stellen fädige Strukturen dar, die die Zellen der Länge nach durchziehen und ihre Hauptmasse (bis zu 80 %) ausmachen. Das reichlich ausgebildete, den Myofibrillen unmittelbar benachbarte, meist glatte sarkoplasmatische (endoplasmatische) Retikulum sarkoplasmatisches Retikulumder Muskelzellen enthält große Mengen an Calcium, das mit seiner Freisetzung über Calciumkanäle die Kontraktion der Myofibrillen und damit der gesamten Zelle ermöglicht.
Als weitere Besonderheit der Muskelzelle ist eine Basalmembran zu erwähnen, die der eigentlichen Zellmembran (Sarkolemm) aufgelagert ist und in das bindegewebige Endomysium zwischen benachbarten Muskelzellen übergeht. Die dort verlaufenden kleinen Blutgefäße (Arteriolen, Kapillaren und Venolen) weisen einen spiraligen Verlauf auf, mit dem sie die Längenänderungen des arbeitenden Muskels ausgleichen können.
Querstreifung
Die Querstreifung, nach der die SkelettmuskulaturSkelettmuskulaturQuerstreifungMuskulaturQuerstreifungQuerstreifung, Muskulatur ihren Namen erhielt, sieht man nicht mit bloßem Auge, sondern ausschließlich im Mikroskop. Sie entsteht auf folgende Weise:
In einer einzelnen Muskelfaser liegen in Längsrichtung Hunderte bis Tausende röhrenförmiger Myofibrillen parallel nebeneinander. Eine einzelne MyofibrillenMyofibrille besteht wiederum aus Tausenden identischer Untereinheiten, den Sarkomeren, Sarkomerdie hintereinander aufgereiht sind wie die Perlen einer Perlenkette (Abb. 1.88). Ein Sarkomer ist also die kleinste Einheit einer Myofibrille und nur ca. 2–2,5 µm lang und 1 µm dick. Damit ist gleichzeitig auch der Durchmesser der gesamten Myofibrille definiert. Die beiden Begrenzungen eines Sarkomers zu den benachbarten Sarkomeren stellen aus Proteinen geflochtene Scheiben (Z-Scheiben)SkelettmuskulaturZ-Scheiben dar, die im zweidimensionalen Bild Z-Scheiben, Skelettmuskulatur;ZoaZ-Linien/Z-Streifen, Skelettmuskulaturdes Lichtmikroskops als Linien (Z-Linien, Z-Streifen) erscheinen (Abb. 1.88, Abb. 1.89).SkelettmuskulaturZ-Linien/Z-Streifen An ihnen sind zahlreiche sehr dünne, fadenartige Eiweißmoleküle befestigt (Aktin), Aktindie von den beiden Begrenzungen (Z-Linien) des Sarkomers aus etwa 1 µm weit zu seiner Mitte ziehen, ohne dieselbe zu erreichen. Ein zweites, gegenüber dem Aktin sehr viel dickeres Protein (Myosin) Myosinbefindet sich in ebenfalls großer Zahl und paralleler Anordnung in der Mitte des Sarkomers, ohne Kontakt zu den Z-Linien. An seinen beiden Enden überlappt das Myosin mit den Aktinmolekülen, liegt also hier direkt daneben. Zwei weitere Eiweiße der Sarkomere, Tropomyosin undTropomyosin Troponin, Troponinseien lediglich der Vollständigkeit halber erwähnt. Sie sind mit den Aktinfäden verknüpft und besitzen Bedeutung für Calciumbindung und Kontraktion. Gerade Troponin hat seit etlichen Jahren große Bedeutung in der Frühdiagnostik des Herzinfarkts (Fach Herz-Kreislauf-System) erlangt, weil es bei dessen umfangreichen Zellnekrosen in entsprechenden Mengen freigesetzt wird und innerhalb Herzinfarkt, Troponinweniger Stunden nach dem Ereignis aus dem Serum nachgewiesen werden kann.
Die Aktin- ebenso wie die Myosinmoleküle liegen in den Sarkomeren jeweils parallel nebeneinander, sind aber gegenüber dem jeweils anderen Eiweißmolekül versetzt angeordnet – mit den Myosin-Proteinen in der Mitte des Sarkomers und 2 Reihen an Aktin-Proteinen, die von den beiden Z-Linien aus in Richtung Sarkomermitte ziehen und an ihren Enden Kontakt zum Myosin aufnehmen. Weil sämtliche Sarkomere hunderter oder tausender Myofibrillen einer Zelle exakt ausgerichtet nebeneinander liegen, befinden sich auch die dicken Myosinproteine, die dünnen Aktinfäden sowie die Z-Scheiben der Sarkomere genau neben denjenigen der benachbarten Sarkomere. Auf diese Weise entsteht die im Mikroskop sichtbare Querstreifung. Die Z-Linien sämtlicher Myofibrillen bilden also gemeinsame, die Zelle quer durchziehende feine Linien; die dicken Myosinmoleküle in der Mitte der Sarkomere sämtlicher Myofibrillen bilden einheitliche, kräftige, quer verlaufende Streifen (A-Band, A-Streifen).SkelettmuskulaturA-Band/A-StreifenA-Band/A-Streifen, Muskulatur Weitere, sich hiervon abhebende Anteile der Querstreifung ergeben sich u. a. aus den Zonen beiderseits der Z-Linien, in denen nur die dünnen Aktinmoleküle nebeneinander liegen (I-Streifen, I-Band).

Muskelkontraktion

Bei der Verkürzung einesMuskelkontraktion Muskels, der Muskelkontraktion, gleiten die Aktinmoleküle der beiden Z-Scheiben an den mittig liegenden Myosinmolekülen entlang aufeinander zu, weil sich kleine Fortsätze des Myosin (die sog. Myosinköpfchen)Myosinköpfchen an den benachbarten Aktinmolekülen „festkrallen“ und sie ein kleines Stück in Richtung Mitte des Sarkomers ziehen (Abb. 1.90). Für das Anheften der Myosinköpfchen wird Calcium benötigt. Die Energie für das anschließende Umklappen und Lösen der Köpfchen wird durch ATP-Spaltung bereitgestellt. Die Anheftung der Myosinköpfchen und ihr Umklappen mit nachfolgendem Loslassen wiederholt sich bei Anwesenheit von Calcium und ATP so lange, bis der zur Verfügung stehende Weg aufgebraucht ist. Da die Aktinmoleküle mit ihrem anderen Ende am Z-Streifen festhängen, bewegen sich durch ihre Bewegung in Richtung Sarkomermitte auch die beiden Z-Streifen aufeinander zu: Das Sarkomer verkürzt sich. Die beiderseits an den Z-Streifen hängenden Aktinmoleküle können sich bei vollständiger Kontraktion sogar in der Mitte des Sarkomers überlappen. Gleichzeitig ändert sich mit der Verkürzung der Sarkomere das Muster der Querstreifung.
Tausende von Sarkomeren kettenartig aneinander gereiht ergeben eine Myofibrille. Diese erstreckt sich vom einen Ende der Zelle zum anderen. Da eine Zelle (Muskelfaser) wiederum der Länge des Gesamtmuskels entspricht, ist eine einzelne Myofibrille zwar nur ca. 1/1000 mm (1 µm) dick, aber häufig so lang wie der gesamte Muskel.
Ein einzelnes SarkomerSarkomer kann sich im Skelettmuskel von rund 2,5 auf etwa 1,5 µm, also um 30–40 % der ursprünglichen Ruhelänge verkürzen. Die Kontraktion aller Sarkomere einer Myofibrille verkürzt entsprechend auch die Myofibrille um bis zu 40 %. Die Verkürzung der Myofibrillen in einer Muskelfaser ergibt gleichzeitig deren Verkürzung, weil die Myofibrillen in ihren Zellen verankert sind. Mit der Verkürzung von Myofibrillen und Zellen kontrahiert sich auch der Gesamtmuskel, da die Muskelfasern den Gesamtmuskel von der Ursprungssehne bis zur Ansatzsehne durchziehen.
Inzwischen hat man mehrere Myosintypen MyosinTypengefunden, die dafür verantwortlich sind, dass sich Muskeln unterschiedlich schnell kontrahieren, abhängig von ihrer jeweiligen Funktion, vom Lebensalter und von einer etwaigen sportlichen Betätigung. Während z. B. Ausdauersportler überwiegend „langsame Muskeln“ besitzen, verfügen Sprinter über einen hohen Anteil an „schnellem Myosin“. Grundsätzlich hängt dies allerdings weit überwiegend von der Funktion eines Muskels ab. So besitzen die äußeren Augenmuskeln ausschließlich schnelle Anteile, während es bei den Haltemuskeln der Wirbelsäule, der tiefen Rückenmuskulatur, auf Kraftentwicklung und Ausdauer und nicht auf Geschwindigkeit ankommt.
Daneben gibt es, häufig sogar innerhalb ein und desselben Muskels, unterschiedliche motorische Einheiten, deren Muskelfasern einmal eine geringe Kontraktionskraft mit langsamem Kraftanstieg, aber sehr geringer Ermüdbarkeit verbinden, und andere, die sich sehr schnell und mit großer Kraft kontrahieren, aber dafür sehr rasch ermüden. Schnelle Muskeln enthalten häufig weniger Myoglobin und sind dadurch blasser als langsame Muskeln geringer Ermüdbarkeit, die aufgrund ihres reichlichen Myoglobingehalts sehr viel kräftiger gefärbt sind („rotes Fleisch“). Das Cerebrum kann in Abhängigkeit von der jeweils anstehenden Aufgabe zwischen den motorischen Einheiten des Gesamtmuskels auswählen.

Sehnen

Die Zellmembran einerSehnen Muskelfaser heißt Sarkolemm. SarkolemmSie ist, abgesehen von der aufgelagerten Basalmembran, v. a. am Ende der Zellen mittels bindegewebiger Auflagerungen dicker und fester als üblich. Etwas vereinfacht entspringen aus diesen Verdickungen heraus die Sehnen (Tendines, Einzahl Tendo), indem die kollagenen Auflagerungen der Zellenden weiterlaufen. Die Summe dieses straffen Bindegewebes sämtlicher Fasern eines Muskels bildet schließlich an seinen beiden Enden die jeweiligen Sehnen, verstärkt durch kollagene Fortsetzungen aus Endomysium, Perimysium und Epimysium und ergänzt durch die Gesamthülle des Muskels, die Faszie, die ebenfalls auf die Sehne weiterzieht und integriert wird. Ist eine Sehne nicht gebündelt, sondern flächenhaft ausgebreitet, bezeichnet man diese Struktur als Aponeurose.
Das zellarme, straffe, parallelfaserige Sehnengewebe (Abb. 1.91) wird von Längszügen lockeren, durchbluteten und nerval versorgten Bindegewebes durchzogen und zusätzlich auch eingehüllt (Peritendineum), wobei PeritendineumPeritendineum internum und externum letztendlich nur die Fortsetzungen von Peri- und Epimysium darstellen. Die Fibrozyten des weichen bindegewebigen Anteils, v.a. des Peritendineums, ermöglichen nach Verletzungen eine Regeneration des Sehnengewebes, die allerdings wegen des in der Summe doch sehr zellarmen und gering durchbluteten Gewebes langwierig ist und oft nur unvollständig, unter narbiger Abheilung, stattfindet. Indem sich jedoch die kollagenen Fasern der entstehenden Narbe häufig in Längsrichtung der Sehne ausrichten, entsteht letztendlich eine dem Ausgangszustand vergleichbare Festigkeit.
Befestigung am Knochen
Sehnen bildenKnochenBefestigung die Verbindung des Muskels zum Knochen. Sie strahlen (inserieren) in das Periost des Knochens, den der zugehörige Muskel zu bewegen hat. FibrozytenIhr kollagenes Bindegewebe vermischt sich dabei übergangslos mit dem kollagenen Bindegewebe der äußeren Schicht des Periosts (Stratum fibrosum) – ebenso, wie dieses nahtlos im Bereich der Gelenke in die Membrana fibrosa der Gelenkkapsel übergeht. Trifft eine Sehne in sehr steilem Winkel auf ihren Knochen, kann sie auch unter Umgehung des Periosts direkt in das kollagene Bindegewebe der Grundsubstanz des Knochens selbst einstrahlen und sich dort verankern.
Sehnen sind an ihren Insertionsstellen meist aufgefächert, um breitere und damit festere Haftungsstellen zu erzielen. Wo sie entsprechend der entstehenden Bewegungen geknickt werden oder sich an Knochenvorsprüngen aufreiben könnten, sind sie mittels Einlagerung von Faserknorpel zusätzlich geschützt oder sie gleiten in Sehnenscheiden.
Sehnenscheiden
Wenn Sehnen geführtSehnenscheiden werden müssen, weil sie um Ecken herumlaufen bzw. um im bestmöglichen Winkel in den Knochen einzustrahlen, oder wenn sie in direktem Kontakt an einem Gelenk oder an einem Knochen vorbeiziehen und dabei mechanisch geschädigt werden könnten, verlaufen sie meist in Sehnenscheiden (Einzahl: Vagina tendinis) (Abb. 1.92, Abb. 1.93).
Die Wand dieser tunnelartigen Gebilde (Röhren) entspricht annähernd denjenigen von Gelenkkapseln bzw. Schleimbeuteln, besteht also aus zwei Schichten, wobei auch hier die äußere aus derbem und widerstandsreichem Bindegewebe (Stratum fibrosum), das die Sehnenscheide im Bindegewebe der Umgebung verankert, und die innere aus einer gut durchbluteten Synovialschicht (Stratum synoviale) aufgebaut wird.

Exkurs

Im Gegensatz zu Gelenkkapsel und Schleimbeutel ist das Stratum synoviale gewissermaßen gedoppelt, die Gesamtkonstruktion damit sehr viel komplexer, weil eine nach innen zur durchziehenden Sehne sezernierte Synovialflüssigkeit nicht in einen geschlossenen Raum gelangen würde, sondern an den beiden Enden der Sehnenscheide, am jeweiligen Übergang der Sehne zu Muskel bzw. Knochen, ins umliegende Gewebe abfließen würde. Die äußere, dem Stratum fibrosum anliegende Membran der Synovialschicht, schlägt deshalb, kurz bevor – im Querschnitt betrachtet – der Kreis auf der Innenseite der fibrösen Schicht geschlossen ist, um und überzieht die „Röhre“ auf ihrer Innenseite ein zweites Mal. Im Inneren der „Röhrenwandung“, zwischen der äußeren und inneren Membran des Stratum synoviale mit ihren Synovialzotten, die in den spaltförmigen Raum hineinragen, befindet sich nun die Synovialflüssigkeit in Synovialflüssigkeiteinem abgedichteten Raum. Die Wandung der Sehnenscheide bleibt durch diesen flüssigkeitsgefüllten Anteil trotz aller Stabilität für die durchziehende Sehne nachgiebig.

Zusätzlich geht die innere Membran der lockeren und gut durchbluteten Synovialschicht nahtlos in das weiche Gewebe des Peritendineum über, sodass das Gesamtgebilde aus Sehne, Peritendineum und innerer Synovialmembran tatsächlich in dem Flüssigkeitsmantel der umgebenden Synovialflüssigkeit gleitet. Um den Weg, den die Sehne im Zuge der Muskelkontraktion gegenüber ihrer Umhüllung zurücklegen muss, auszugleichen, ist an den beiden Enden der Sehnenscheide eine Verschiebeschicht integriert.

Regelmäßig findet man Sehnenscheiden an Händen und Füßen, weil die langen Sehnen derjenigen Muskeln, die sich an Unterarm oder Unterschenkel befinden, einen Winkel beschreiben müssen, um zu den Knochen von Hand und Fingern bzw. Fuß und Zehen zu gelangen.

Pathologie

Die Entzündung von Sehnenscheiden, z. B. nach Über- oder Fehlbelastung, nennt man Tendovaginitis. TendovaginitisGichtTendovaginitisrheumatoide ArthritisTendovaginitisDie entzündliche Mitbeteiligung von Sehnenscheiden und Schleimbeuteln, also Tendovaginitis und Bursitis, findet man allerdings nicht ausschließlich nach Überlastungen oder Verletzungen, sondern auch u. a. im Rahmen der Gicht oder der rheumatoiden Arthritis (= RA, synonym chronische Polyarthritis = cP).

Bewegungsrichtung
Muskeln können SehnenBewegungsrichtungmit ihren Sehnen geradlinig vom Ursprung zum Ansatz verlaufen. Die Bewegungen der zugehörigen Knochen bzw. ihre Achsen sind hierbei natürlich exakt definiert.
Sehnen können aber auch einen Bogen um einen Knochenvorsprung machen oder gleich mehrere Gelenke mit unterschiedlichen Bewegungsachsen überbrücken. Oft haben sie hier zusätzliche synergistische Muskeln. Die eigentliche Bewegungsrichtung wird dabei nicht von der Position des Muskels, sondern vom Verlauf desjenigen Sehnenanteils definiert und vorgegeben, der die letzte Wegstrecke zum Knochen überbrückt und in diesen einstrahlt.
Ein Knochenvorsprung stellt ein Hypomochlion (= Umlenkstelle)HypomochlionSehnenHypomochlion dar, das die ursprüngliche Bewegungsrichtung der Muskelkontraktion verändert. Die Fußknöchel sind Hypomochlien für die langen Fußmuskelsehnen (Abb. 1.93). Die Patella istPatella ein Hypomochlion für die Sehne des M. quadriceps des Oberschenkels. Ein weiteres Sesambein, das Erbsenbein Erbsenbeinder Handwurzel, ist ein Hypomochlion für den M. flexor carpi ulnaris.

Merke

Die Sehnenendstrecke distal eines Hypomochlions bestimmt die Bewegungsrichtung des zugehörigen Knochens, ganz unabhängig von der Lage des Muskels. Die Sehnen selbst liegen im Bereich eines Hypomochlions in Sehnenscheiden.

Schleimbeutel

Weitere Schutzfunktion neben denSchleimbeutel Sehnenscheiden übernehmen an besonders gefährdeten Stellen, z. B. zwischen Knochen und Muskeln bzw. deren Sehnen oder zwischen oberflächlich liegenden Knochen und der Oberhaut, die Schleimbeutel (Bursa synovialis). BursasynovialisBesonders zahlreich sind sie im Bereich der Schulter-, Ellbogen- und Kniegelenke (Abb. 1.51, Abb. 1.77).
Die Wand dieser Beutel besteht analog zur Wand der Gelenkkapseln aus zwei Schichten, wobei die gefäßreiche innere Schicht den Schleim (entspricht einer eingedickten Synovialflüssigkeit) produziert. Teilweise kommunizieren die Schleimbeutel mit direkt benachbarten Gelenken. Bursitis Bursitisbezeichnet die Entzündung eines solchen Schleimbeutels.

Kontraktionserfolg

Das Ergebnis einer MuskelkontraktionMuskelkontraktionisotoneMuskelkontraktionisometrische kann isoton (isos = gleich, Tonos = Spannung) oder isometrisch (Metron = Maß) sein (Abb. 1.94). Es resultiert also entweder eine gleichmäßige Bewegung des Ansatz-Knochens bei gleichförmiger Spannung in dem Kontraktionserfolgsich verkürzenden Muskel (isoton). Oder es entwickelt sich in dem betreffenden Muskel bei festgestellten Gelenken ohne Bewegungsmöglichkeit lediglich eine Spannung (Kraft), indem sich die nebeneinander liegenden Aktin- und Myosinproteine verzahnen und aneinander ziehen, aber wegen der fehlenden Bewegungsmöglichkeit der beteiligten Knochen die Sarkomere nicht wesentlich verkürzen können.
Eine isometrische Muskelkontraktionisometrische Muskelkontraktionisotone Muskelkontraktion bewirkt also eine Kraftentwicklung (Zugspannung) ohne Bewegung angrenzender Knochen, z.B. die Haltearbeit, mit der man einen schweren Gegenstand entgegen seiner Schwerkraft in der Hand hält. Eine isotonische Muskelkontraktion dagegen bewirkt eine Bewegung zugehöriger Knochen bei gleichmäßiger Kraftentwicklung und unter Verkürzung des Muskels. Es versteht sich von selbst, dass dies in dieser reinen Form eher selten zu beobachten ist, sondern dass sich die Mehrzahl der Muskelkontraktionen aus beiden Elementen zusammensetzt (= auxotonische Kontraktion).auxotonische KontraktionMuskelkontraktionauxotonische

Muskeltypen

Bei parallelfaserigen MuskelnMuskeltypenMuskelnparallelfaserige (Abb. 1.95a–e), bei denen der gesamte Muskelbauch aus parallel nebeneinander liegenden Muskelfasern besteht, die von der Ursprungssehne bis zur Ansatzsehne reichen, entspricht die erreichbare Kraft exakt dem Durchmesser des Muskelbauchs, also der Anzahl enthaltener Myofibrillen.
Die Evolution hat in den gefiederten MuskelnMuskelngefiederte (Abb. 1.95f, g) einen Weg gefunden, bei gleichem Durchmesser des Muskelbauchs dessen Kraft zu erhöhen. Hier sitzt eine weit höhere Anzahl einzelner Muskelfasern schräg auf ihren Sehnen, wodurch das Aussehen einer Feder resultiert. Diese Muskelfasern sind wesentlich kürzer – sie reichen nicht mehr vom einen Ende des Gesamtmuskels zum anderen – und können durch ihre Anzahl zwar deutlich mehr Kraft entwickeln, durch ihre Anordnung in einem Winkel aber dem Gesamtmuskel nicht dieselbe Wegstrecke ermöglichen wie bei paralleler Anordnung. Gefiederte Muskeln findet man daher überall dort, wo es auf die Entwicklung maximaler Kraft, aber nicht auf die Überbrückung großer Wege ankommt, z. B. an der Haltemuskulatur des Rumpfes.

Erzeugung und Speicherung von Energie

Das gegenseitige Verzahnen undMuskulaturEnergie, Erzeugung/Speicherung Vorbeibewegen der Aktin- und Myosinmoleküle bei der Kontraktion des Muskels erfordert neben Calcium auch Energie. Diese wird wie allgemein üblich auf biochemischem Weg durch ATP (Adenosintriphosphat) ATP (Adenosintriphosphat)MuskelkontraktionMuskelkontraktionATP (Adenosintriphosphat)bereitgestellt. Die Abspaltung eines Phosphatrestes aus ATP (ATP → ADP + P = Adenosindiphosphat + Phosphat) Energiesetzt Energie frei, die für die Kontraktion genutzt, überwiegend (zu > 60 %) aber als Wärme frei wird, weshalb körperliche Arbeit zur Erwärmung deskörperliche AktivitätErwärmung Organismus führt.

Exkurs

KörperwärmeKörperwärme, die über den im Hypothalamus eingestellten Sollwert hinausgeht, muss nach außen abgeführt werden. Der wichtigste Mechanismus hierfür besteht in der Verdunstungskälte gebildeten Schweißes (Fach Dermatologie). Der Sympathikus ist derjenige Anteil des vegetativen Nervensystems, der körperliche Aktivitäten begleitet bzw. überhaupt erst ermöglicht. Da er sozusagen den Zusammenhang zwischen Muskelkontraktion und Wärmeentwicklung „kennt“, aktiviert er zeitgleich mit der Steuerung der Gesamtaktivität des Organismus auch dieSchweißdrüsen Schweißdrüsen, weshalb die Haut gewissermaßen in vorauseilendem Gehorsam bereits zu Beginn körperlicher Aktivitäten feucht wird. Nun spult der Sympathikus immer das gesamte Pensum ab, unabhängig davon, was ihn auf den Plan gerufen hat und davon, ob gewisse Teile seines Gesamtprojekts im Einzelfall eher kontraproduktiv sein könnten. Ein Beispiel hierfür bietet ein massiver Blutdruckabfall, bei dem die feucht werdende Haut den Organismus noch weiter abkühlt, als dies ohnehin bereits der Fall ist. Während man hierfür sogar noch gute Argumente finden oder zumindest diskutieren könnte, verringert der zusätzliche Flüssigkeitsverlust über die Haut eher die Überlebenschancen.

ADP und Phosphat müssen unter Zufuhr von Energie wieder zu ATP regeneriert werden. Dies geschieht in der Atmungskette der Mitochondrien mit Hilfe der Energie, die aus der Verbrennung (Oxidation) von Glukose oder Fettsäuren mit Sauerstoff erzeugt wird.
Nun entsteht allerdings in dem Moment, in dem ein ruhender Skelettmuskel zu arbeiten beginnt, ein Missverhältnis zwischen dem entstehenden Zusatzbedarf an ATP und einer adäquaten Bereitstellung von Sauerstoff für dessen Erzeugung. Die wesentliche Ursache ist in der Autoregulation der Arteriolen Arteriolen, Autoregulation(Fach Herz-Kreislauf-System) zu sehen, die trotz umgehender Steigerung des Herzzeitvolumens mindestens 1 Minute lang, weiter verstärkt durch die Sympathikusaktivierung, verengt bleiben, bis der entstehende Sauerstoffmangel im arbeitenden Muskel infolge der lokalen Mediatoren zu ihrer Erweiterung führt und ab diesem Zeitpunkt (endlich) ein ausreichendes Sauerstoffangebot für den Muskel zur Verfügung steht. Auch der auf dem Blutweg zugeführte Brennstoff (Glukose, Fettsäuren) könnte für Sauerstoffdie Muskelzellen in dieser kurzen Zeitspanne der relativen Mangelversorgung knapp werden, weshalb es im Stoffwechsel der Skelettmuskulatur gegenüber weiteren Geweben etliche Besonderheiten gibt, einmalig im menschlichen Organismus:
  • Skelettmuskelzellen besitzen inSkelettmuskulaturSauerstoffvorräte Gestalt des Myoglobin eigene Sauerstoffvorräte. Allerdings reichen dieselben lediglich für zusätzliche Sekunden maximaler Kraftentwicklung, sodass der evolutionäre Sinn dieser Reserve wohl weniger in der Überbrückung der Zeitspanne bis zur Arteriolenerweiterung, sondern mehr in der Akutversorgung in Augenblicken der Gefahr zu sehen ist.

  • In Form gespeicherten Glykogens steht unabhängig von der Durchblutung Brennstoff (Glukose) zur Verfügung. Glykogen, Skelettmuskulatur

  • Mit dem Molekül SkelettmuskulaturGlykogenKreatinphosphat steht ein weiteres energiereiches Molekül zur umgehenden Regeneration verbrauchten ATP's bereit. Während also jede weitere Körperzelle ihre ATP-Verluste ausschließlich über eine zeitaufwendige Neusynthese in den Mitochondrien ausgleichen kann, werden die ATP-Verluste des arbeitenden Muskels so lange direkt und ohne Zeitverlust über Kreatinphosphat ausgeglichen, bis dessen Vorräte zur Neige gehen.

Kreatin wird von der Leber aus den Aminosäuren Glycin und Arginin synthetisiert und dem Muskel auf dem Blutweg zur Verfügung gestellt.
Kreatinphosphat
In den Ruhephasen des MuskelsKreatinphosphatSkelettmuskulaturSkelettmuskulaturKreatinphosphat verbinden sich Kreatin und Phosphat mit Hilfe der Energie, die in den KreatinphosphatMitochondrien durch die Oxidation von Glukose oder Fettsäuren erzeugt wird, zu Kreatinphosphat. Kreatinphosphat ist bei drohendem ATP-Mangel der Zelle in der Lage, sein Phosphat direkt auf das bei der ATP-Spaltung entstandene ADP zu übertragen, das dadurch wieder zu ATP wird und dem nächsten Kontraktionsvorgang des Muskels zur Verfügung steht.
Ruhender Muskel: Kreatin + Phosphat + Energie → Kreatinphosphat
Arbeitender Muskel: Kreatinphosphat + ADP ⇋ Kreatin + ATP
Das in Kreatinphosphatdieser Übertragungsreaktion entstandene Kreatin wird während der nächsten Ruhephase des Muskels erneut unter Energiezufuhr und Phosphat zu Kreatinphosphat regeneriert. Kreatinphosphat dient also als zusätzliche und sofort zur Regeneration des ATP verfügbare Energiereserve, wodurch wenigstens ein Teil des Zusatzbedarfs bei Arbeitsaufnahme des Muskels bereitgestellt wird.

Exkurs

Die Bindung von Phosphat an Moleküle wie Adenosin oder Kreatin stellt grundsätzlich eine energiereiche Bindung dar. Für ihre Bildung muss Energie zugeführt werden, bei ihrer Spaltung wird Energie freigesetzt, die vom Körper auf die mannigfaltigste Weise genutzt werden kann. Diese Vorgänge werden im Fach Biochemie genauer besprochen.

Das Enzym, das die Übertragung des Phosphatrestes zwischen Kreatin und ATP katalysiert, ist die Kreatinkinase (CK). Bei muskulären Schädigungen Kreatinkinase (CK).mit Zellzerfall wird sie freigesetzt und kann dann analog zum Umfang der Schädigung aus dem Serum nachgewiesen werden. Da die CK in verschiedenen Formen vorkommt, im Herzmuskel z. B. als CK-MBCK-MB, kann zwischen Nekrosen von Herz- und Skelettmuskulatur unterschieden werden. Dies gilt auch für verschiedene Unterformen des Troponin, sodass die Enzymdiagnostik beim Herzinfarkt nicht durch Schädigungen quergestreifter Skelettmuskulatur gestört bzw. verfälscht werden kann. Abgesehen davon ist ein Anstieg des CK-Serumspiegels immer auf eine muskuläre Schädigung zurückzuführen, weil diese Reserveenergie namens Kreatinphosphat keinem weiteren Gewebe des Körpers zur Verfügung steht, sodass auch die CK nirgendwo anders anzutreffen ist.
Kreatinin als diagnostischer Parameter
Wesentlich ist, dass aus Kreatinphosphat täglich durch selbsttätige, gewissermaßen versehentliche Zyklisierung von Kreatin etwa 1–1,5 g Kreatinin entstehen. KreatininKreatinin ist für den Muskel wertlos und wird deswegen ans Serum abgegeben und über die Niere ausgeschieden (Abb. 1.96). Dabei ist die im Serum nachweisbare und über den Urin ausgeschiedene Menge weitgehend proportional zur Gesamtmuskelmasse, gleichzeitig aber auch zur Funktion der Niere. Steigt der Serumspiegel über 1,2 mg/dl (Normobergrenze), stellt dies den empfindlichsten Laborparameter für eine beginnende Niereninsuffizienz dar (Fach Urologie), Niereninsuffizienz, Kreatininsofern es sich beim betreffenden Patienten nicht gerade um einen muskelbepackten Leistungssportler handelt. In diesem Fall wäre die Normobergrenze höher anzusiedeln. Daraus kann man gleichzeitig ableiten, dass sich besonders muskelarme Individuen bereits mehr oder weniger deutlich unterhalb der pauschal definierten Grenze von 1,2 mg/dl in der Niereninsuffizienz befinden müssen.

Hinweis des Autors

Aus dem Beispiel geht hervor, dass schulmedizinisch definierte Referenzbereiche im medizinischen Alltag grundsätzlich in Bezug zum jeweiligen Patienten gesetzt werden sollten: Ein großgewachsener Kugelstoßer mit einem Kreatinin von 1,4 mg/dl besitzt eine perfekte Nierenfunktion, ein bettlägeriger alter Mensch mit hypotropher Muskulatur und einem Kreatinin von 0,9 mg/dl befindet sich längst in der Niereninsuffizienz. Leider finden derlei Selbstverständlichkeiten im medizinischen Alltag eher wenig Beachtung.

Leichenstarre
ATP wird im Muskel u. a. für die Trennung ineinander verkrallter Aktin- und Myosinmoleküle benötigt, zusätzlich auch für die Arbeit der Calciumpumpen (s. später), die das Calcium aus dem Bereich der Filamente entfernen, sobald es nicht mehr gebraucht wird. Bei einem absoluten Mangel an ATP, wie er zum Zeitpunkt des Todes entsteht, ist beides nicht mehr möglich. Es kommt zur TotenstarreLeichenstarreTotenstarre (Leichenstarre, Rigor mortis),Rigor mortis die einer muskulären Dauerkontraktur entspricht. Dieselbe beginnt nach ca 2 Stunden in kleinen Muskeln v. a. im Bereich des Kopfes (Augenlider, später Kiefermuskulatur), um dann abwärts zu schreiten und nach etwa 5–8 Stunden den ganzen Körper zu erfassen. In Muskeln, die kurz zuvor wegen entsprechender Beanspruchung ihre ATP-Vorräte aufgebraucht hatten, beginnt die Totenstarre frühzeitiger. Auch durch warme Umgebungstemperaturen wird ihr Beginn beschleunigt, weil der gesteigerte Zellstoffwechsel die ATP-Vorräte schneller verbraucht. Dementsprechend kann es in sehr kalter Umgebung deutlich länger dauern. Die nach 2–4 (1–6) Tagen eintretende Verwesung (Fäulnis) mit Auflösung der Zellstrukturen einschließlich der kontraktilen Filamente löst schließlich auch die Totenstarre.
Aus diesem Zusammenhang ergibt sich eine weitere Gesetzmäßigkeit: Der einzige Parameter, der in einer Muskelzelle zur Kontraktion führt, ist Calcium. Anders ausgedrückt muss sich ein jeder Muskel kontrahieren, sobald Calciumionen in seine Zellen strömen. Und ohne Calcium ist eine Kontraktion unmöglich. Reguliert werden müssen demnach lediglich die Ca2+-Kanäle der Zellen sowie die Calciumpumpen, die das hineingeströmte Calcium wieder aus dem Zytosol der Zelle befördern.
Milchsäurebildung
Bei übermäßigerMuskulaturMilchsäurebildungSkelettmuskulaturMilchsäurebildung Muskelarbeit mit einem relativen Mangel an Durchblutung und folglich auch Sauerstoff wird der übliche Energiegewinn durch Oxidation von Glukose und Fettsäuren in den Mitochondrien eingeschränkt, weil dort eine Oxidation ohne Sauerstoff nicht möglich ist. Ersatzweise wird die Glukose nun verstärkt über einen alternativen Stoffwechselweg ohne Sauerstoff abgebaut (anaerobe Glykolyse). Dabei handelt es sich allerdings um eine Notlösung mit deutlich weniger Energiegewinn (nur 2 ATP aus 1 Molekül Glukose anstatt 38), wobei dann an Stelle der üblichen Endprodukte CO2 und H2O größere Mengen an Milchsäure (Laktat) Milchsäureanfallen (Abb. 1.97). Die Milchsäure wird ans Blut abgegeben und führt hier bei Mengen, die nicht vollständig abgepuffert werden können, zur Glykolyse, anaerobeAzidose (Laktatazidose). AzidoseLaktatazidoseMuskuläre Beanspruchungen, die nicht über eine adäquate Durchblutungssteigerung ausgeglichen werden können, führen demgemäß zur Erhöhung des Serumspiegels bis hin zur Laktatazidose. Dabei ist aber die lokale Anhäufung von Milchsäure ein wichtiger Stimulus hinsichtlich einer Neubildung von Gefäßen, sodass sich schließlich Belastung und Durchblutung von Muskeln aneinander anpassen.
Durch eine gesteigerte Belastung und Messung des Laktat-Serumspiegelskörperliche AktivitätLaktat-Serumspiegel unter diesen Bedingungen hat man über viele Jahre den Trainingszustand eines Leistungssportlers zugeordnet, weil ein erhöhter Wert zumindest prinzipiell eine unzureichende Durchblutung anzeigt. Dieser scheinbar einfache Bezug gilt heute allerdings nicht mehr, sodass die Laktatwerte inzwischen sehr viel weniger Beachtung erfahren bzw. einem komplexeren Zusammenhang untergeordnet werden.
Mäßige Mengen an Laktat im Blut sind selbst in körperlicher Ruhe physiologisch, weil die Erythrozyten mangels Mitochondrien grundsätzlich nur auf diesem Weg Energie gewinnen können. Aufgenommen und entsorgt (verwertet!) wird die Milchsäure durch Leber und Herzmuskel (Fach Biochemie, Fach Herz-Kreislauf-System, Fach Endokrinologie und Fach Hämatologie).
Muskelkater
Der jedem bekannte „Muskelkater“ Muskelkaterwurde früher auf die Muskelübersäuerung in der Folge der Milchsäurebildung zurückgeführt. Der Mechanismus der Schmerzentstehung besteht allerdings darin, dass bei muskulärer Überlastung einzelne Myofibrillen bzw. die Z-Scheiben ihrer Sarkomere reißen. Diese Mikrotraumen (Trauma = Verletzung), v. a. aber das sich ausbildende entzündliche Ödem verursachen den Schmerz des Muskelkaters. Im Einklang damit steht, dass der Schmerz zumeist erst nach 2–3 Tagen abklingt, also entsprechend der Zeit der Abheilung dieser Mikrotraumen, und nicht nach maximal 1 Stunde, wenn die überschüssige Milchsäure durch die Normalisierung zwischen Durchblutung und Belastung des Muskels bereits wieder ausgeschwemmt und von Herz und Leber abgebaut worden ist. Auch die ersten Erscheinungen des Muskelkaters beginnen erst nach einer Zeitspanne, in der die Milchsäure längst abtransportiert worden ist, häufig erst am Folgetag der Überlastung.
Aus der Ursache eines Muskelkaters kann man schlussfolgern, dass die oftmals gehörte Empfehlung, einen solchen Muskel weiterhin zu belasten, nicht richtig sein kann. Ein traumatisierter Muskel benötigt, entsprechend jedem Trauma und jeder Entzündung, v. a. Ruhe oder höchstens ganz leichte Bewegungen, die die Durchblutung verbessern.

Hypertrophie, Atrophie und Regeneration

Die anhaltende Nichtbeanspruchung eines Muskels, z. B. wegen Ruhigstellung nach einer Fraktur, führt zu Muskelschwund (Muskelatrophie). MuskelatrophieMuskelschwundDie Zahl der Hypertrophie, MuskulaturMuskelzellen nimmt hierbei nicht ab, wohl aber die Zahl der in den Atrophie, MuskulaturMuskelfasern enthaltenen Myofibrillen. Umfang und Regeneration, MuskelgewebeKraftentwicklung der einzelnen Muskelfasern und damit des entsprechenden Gesamtmuskels verringern sich.
Ein MuskelaufbautrainingMuskelaufbautraining führt ebenfalls nicht zu einer vermehrten Anzahl an MuskelschwundMuskelfasern, sondern nur zu einer Vermehrung der enthaltenen Myofibrillen (Muskelhypertrophie).Muskelhypertrophie Atrophie wie Hypertrophie sind also jederzeit reversibel.
Die Zahl der einzelnen Zellen pro Gesamtmuskel ist genetisch festgelegt und bleibt ab dem Kleinkindesalter weitgehend unverändert. Ab diesem Zeitpunkt nehmen lediglich die Zahl der Myofibrillen pro Muskelfaser sowie mit dem allgemeinen Wachstum des Kindes auch die Länge der Muskeln durch Bildung weiterer Sarkomere pro Myofibrille zu.
Zugrunde gegangene Muskelfasern können nicht regenerieren. Sie werden bindegewebig umgewandelt. Allerdings gibt es auch im ausgewachsenen Muskel Vorläuferzellen (Myoblasten), die vermehrungsfähig bleiben und den Verlust einzelner Zellen ausgleichen können. Dies ist aber nur bis zu einem gewissen Umfang möglich, sodass umfangreichere Nekrosen nicht mehr kompensiert werden.
Wenn durch die Schädigung des Nerven, der einen Teil des Gesamtmuskels versorgt, eine größere Zahl an Zellen zugrunde geht, ist überhaupt keine Kompensation durch neu gebildete Zellen mehr möglich, weil in diesen Fällen keine Innervation erfolgen kann. Der betroffene Muskel wird seine frühere Stärke nur noch dadurch zurückgewinnen können, dass durch ein angemessenes Aufbautraining die übrig gebliebenen Muskelfasern hypertrophieren – also die Zahl ihrer Myofibrillen vermehren. Die einzelne Muskelfaser wird dicker. Die Hypertrophie von Muskelfasern hat allerdings ihre Grenzen. Ein umfangreicherer Zelluntergang kann durch die restlichen Zellen nicht mehr ausgeglichen werden.

Nervale Versorgung der Muskulatur

Ein SkelettmuskelSkelettmuskulaturnervale VersorgungMuskulaturnervale Versorgung muss wissen, wann er sich wie stark und wie lange zu kontrahieren und wann er zu erschlaffen hat. Die dazu benötigten Befehle erhält er aus dem Gyrus precentralis des Großhirns (Fach Neurologie). Die Leitung dieser Befehle erfolgt über Nervenfasern von Hirn und Rückenmark (Pyramidenbahn) und schließlich, nach synaptischer Umschaltung im zugehörigen Rückenmarksegment, über den sich anschließenden peripheren Nerven. Diese myelinisierten, sehr schnell leitenden Nerven nennt man motorische Nerven bzw. α-Motoneurone.
Periphere Nerven haben Längen von bis zu über 100 cm und Durchmesser, die sie mit bloßem Auge erkennbar werden lassen. Entsprechend dem Aufbau der Muskelfaserbündel, die man ebenfalls ohne Zuhilfenahme eines Mikroskops sehen kann, ist auch der Nerv aus einer Unzahl von nur noch mikroskopisch erkennbaren, einzelnen Nervenfasern zusammengesetzt.
Eine einzelne Nervenfaser (= Axon) ist der Fortsatz einer einzelnen Nervenzelle, die z. B. im Rückenmark der LWS liegen kann, während ihre Faser den 100 cm entfernten Muskel eines Fußes versorgt. Die Zellkörper der motorischen Nerven befinden sich im Vorderhorn, RückenmarkRückenmark, VorderhornVorderhorn des Rückenmarks, ihre Axone ziehen als Teil der Spinalnerven durch die Zwischenwirbellöcher zu den muskulären Strukturen. Einen weiteren Anteil der Spinalnerven bilden Fasern, die den umgekehrten Weg nehmen, aus der Peripherie zum Cerebrum, und dem Gehirn z. B. Schmerz oder Berührung oder Juckreiz melden (sensible Nerven).
Motorische Endplatte
Nervenzellen, motorische Endplattedie mit ihren Fasern zu einem Muskel ziehen, um ihn zur Kontraktion zu bringen, heißen also motorisch. Die Verknüpfungsstelle zwischen dem Ende des Axons und der Muskelfaser heißt motorische Endplatte oder auch myoneurale Synapse. Hier legen sich diverse Verzweigungen des Nervenfaserendes mit ihren leicht kolbig aufgetriebenen Enden in grübchenförmige Einsenkungen benachbarter Muskelfasern (Abb. 1.98).
Die Membran der aufgetriebenen Nervenfaserendigung heißtpräsynaptische Membranpostsynaptische Membran präsynaptische Membran. Die Zellmembran der angrenzenden Muskelfaser heißt postsynaptische Membran. Zwischen beiden befindet sich der synaptische Spalt. Die Gesamtstruktur heißt Synapse oder (am Skelettmuskel) motorische Endplatte. Während sich das Axon des motorischen Nerven beim Erreichen des innervierten Muskels in zahlreiche Endigungen und damit präsynaptische Membranen aufteilen kann, wird pro Muskelfaser lediglich eine einzige Synapse ausgebildet.
Motorische Einheit
Die Zahl der nervalen motorische EinheitEndungen eines Axons entspricht der Zahl innervierter Muskelfasern. Dies können bei Muskeln, die einer besonders feinen Steuerung bedürfen (z. B. am Auge), lediglich 10 benachbarte Zellen sein, bei Muskeln wie z. B. der Haltemuskulatur des Rumpfes jedoch mehr als 1.000 Muskelfasern, die durch ebenso viele Verzweigungen eines einzelnen Axons erreicht werden (Abb. 1.99). Eine funktionelle Einheit aus einem Motoneuron mit seinem Axon und sämtlichen von ihm innervierten Muskelfasern nennt man motorische Einheit, weil sie vom Cerebrum als Einheit und getrennt von benachbarten Muskelanteilen gesteuert werden kann.

Neurophysiologie

Ruhepotenzial
Das ionale MuskulaturRuhepotenzialUngleichgewicht zwischen der Intra- und Extrazellulärflüssigkeit mit großen Mengen positiv geladener Natriumionen außerhalb und positiv geladener Kaliumionen innerhalb der Zellen führt an den Zellmembranen des Organismus zu einer Ladungsdifferenz auf den beiden Seiten. In der Ruhe einer Zelle wird dieses pseudoelektrische MuskulaturNeurophysiologiePotenzial durch Ruhepotenzial, MuskulaturKaliumionen erzeugt, die durch ihre Kanäle vom Zellinneren aus zur Außenseite der Membran gelangen und dort festhängen. Die negativ geladenen Partner der Kaliumionen (Eiweiß und Phosphat) verbleiben an der Innenseite der Zellmembran. Die Differenz der positiven Ladungen außen (K+) zu den negativen Ladungen innen (Prot) ergibt in der Summe eine Spannung bzw. ein Potenzial von etwa 85–90 mV.
Aktionspotenzial
Der Befehl des Gehirns MuskulaturAktionspotenzialmit Weiterleitung bis zur präsynaptischen Membran führt präsynaptische Membranhier zur Ausschüttung eines chemischen Botenstoffes, des Acetylcholin, Acetylcholinin den synaptischen Spalt. Acetylcholin wird bis zum Eintreffen des Nervenimpulses in kleinen Bläschen (synaptische Vesikel) synaptische Vesikelder Nervenendigung gespeichert (Abb. 1.98). Die Aktionspotenzial, Muskulatursynaptischen Vesikel sind für ihre Stabilität und ordnungsgemäße Funktion auf ausreichende Mengen an Magnesium angewiesen.
Ein Teil der Bläschen verschmilzt beim Eintreffen des Nervenimpulses mit der präsynaptischen Membran und entlässt den Inhalt (ca. 10.000 Moleküle Acetylcholin/Vesikel) in den synaptischen Spalt. synaptischer SpaltDaraufhin diffundiert das Acetylcholin zur postsynaptischen Membran postsynaptische Membran(Plasmalemm der Muskelzelle), bindet dort an spezifische Rezeptoren und verändert dadurch die Durchlässigkeit der Muskelfasermembran v. a. für Natriumionen (Na+).
Durch den nun folgenden, ungeheuer schnellen Einstrom positiv geladener Natriumionen vom Interstitium ins Zellinnere wird die Muskelfasermembran, vergleichbar mit einem elektrischen Impuls, innerhalb von Sekundenbruchteilen erregt. Aus dem Ruhepotenzial entsteht das Aktionspotenzial. Dabei ist dieses Aktionspotenzial immer vollständig, sofern die am synaptischen Spalt Natriumübertragene Menge an Acetylcholin zur Auslösung des Potenzials ausgereicht hat. Das Aktionspotenzial findet also statt oder eben nicht. Wenn es stattfindet, hat es immer dieselbe Form und Stärke. Diesen Zusammenhang bezeichnet man als Alles-oder-Nichts-Gesetz.Alles-oder-Nichts-Gesetz
Die Erregung des Aktionspotenzials pflanzt sich vom Bereich der Endplatte aus in Sekundenbruchteilen auf die gesamte Oberfläche der zugehörigen Muskelfaser sowie über Einstülpungen der Zellmembran (transversale Tubuli) bis zu den in Längsrichtung verlaufenden Schläuchen (longitudinale Tubuli) des sarkoplasmatischen Retikulumsarkoplasmatisches Retikulum fort. Vom Retikulum aus erfolgt direkt anschließend über sich öffnende Calciumkanäle ein Einstrom von Calciumionen zu den benachbart liegenden Myofibrillen. Die Calciumionen bewirken nun die Verzahnung der Aktin- und Myosinfilamente miteinander und dadurch die Kontraktion von Muskelfaser und Gesamtmuskel. Die Umsetzung des pseudoelektrischen Membranpotenzials auf die rein mechanische Kontraktion der Muskelfaser bezeichnet man als elektromechanische Kopplung.elektromechanische KopplungMuskelkontraktionelektromechanische Kopplung

Merke

Grundsätzlich und ganz pauschal kann man sagen (s. oben), dass in jeder Muskelzelle, in der sich Calcium befindet, eine Kontraktion stattfinden muss und da, wo CalciumCalciumMuskelkontraktionMuskelkontraktionCalcium nicht oder nicht ausreichend vorhanden ist, eine Kontraktion nicht möglich ist: Calcium = Kontraktion.

Nur wenige Millisekunden (1 ms = 1/1000 Sek.) nach Ausschüttung von Acetylcholin in den synaptischen Spalt wird dieses durch ein spezifisches Enzym, dieCholinesterase Cholinesterase, auch schon wieder gespalten und damit unwirksam gemacht. Dadurch wird jeweils nur ein einziges Aktionspotenzial ausgelöst und das Gehirn erhält die Möglichkeit, den entsprechenden Muskel ganz nach seinen Bedürfnissen von einer kurzen Muskelzuckung bis hin zu einer Dauerkontraktion (durch laufend wiederholte Nervenimpulse) zu steuern.
Die Natriumkanäle schließen, nachdem sie durch das Acetylcholin geöffnet worden waren, umgehend wieder (innerhalb von 1–2 ms). Innerhalb von weiteren 3 ms stellen ausströmende Kaliumionen das Ruhepotenzial Kalium, Ruhepotenzialweitgehend wieder her. Die im Aktionspotenzial nach innen geströmten Natriumionen werden von der Natrium-Kalium-Pumpe hinausgeschafft.
Insgesamt dauert der gesamte Vorgang vom Zusammenbrechen des Ruhepotenzials bis hin zu seiner ausreichenden Wiederherstellung kaum länger als 5 ms. Erst danach ist die Zellmembran durch einen weiteren Nervenimpuls erneut erregbar. Während der Dauer des Aktionspotenzials ist dies nicht möglich. Man bezeichnet deshalb diese Zeitspanne von ca. 5 ms als Refraktärphase.

Hinweis Prüfung

Ruhe- und Aktionspotenzial werden einschließlich ihrer ionalen Gegebenheiten und Veränderungen im Fach Herz-Kreislauf-System genauer besprochen. Für ein Grundverständnis wie für die Anforderungen der Heilpraktikerprüfung genügt jedoch bereits die zusammenfassende Darstellung an dieser Stelle.

Erschlaffung der Muskelzelle
Solange sich Calciumionen an denMuskulaturErschlaffung kontraktilen Filamenten befinden, kann die Muskelfaser nicht erschlaffen. Von besonderer Bedeutung ist deshalb eine große Zahl an Pumpen sowohl in der Zellmembran als auch in den Membranen des sarkoplasmatischen Retikulums, die unmittelbar nach dem Einströmen der Calciumionen bereits damit beginnen, dieselben wieder aus dem Zytosol hinauszupumpen und damit von den Myofibrillen zu entfernen. Dabei muss die Calciumkonzentration im Bereich der Myofibrillen eine kritische Konzentration von rund 10–7 mol/l unterschreiten, damit es zur Erschlaffung kommen kann.
Tetanische Kontraktion
Die Öffnung dertetanische KontraktionMuskelkontraktiontetanische Calciumkanäle im sarkoplasmatischen Retikulum hält länger an als diejenige der Natriumkanäle in der Zellmembran. Auch das anschließende Hinausschaffen der Calciumionen durch die Calciumpumpen geht nicht ganz so schnell vonstatten. Insgesamt dauert es mindestens 20 ms, bis die Calciumkonzentration ausreichend abgenommen hat. Damit Tetanieist gleichzeitig auch die Zeitdauer einer einzelnen Muskelzuckung definiert.
Gibt das Gehirn über seine Nerven bereits nach 10 oder 20 ms den Befehl zur nächsten Kontraktion, erfolgt der neuerliche Calciumeinstrom zu einer Zeit, in der der Muskel noch kontrahiert ist. Er kann also nicht erschlaffen, sondern hält und verstärkt die noch vorhandene Kontraktion. Man nennt eine solche Dauerkontraktion tetanische Kontraktion. Vollständig wird sie etwa ab 50 zerebralen Impulsen/Sekunde (50 Hz) (Abb. 1.100). Dies entspricht einem Zeitintervall von 20 ms zwischen aufeinanderfolgenden nervalen Impulsen.
Kraftentwicklung
Die Kraft eines Muskels lässt Kraftentwicklung, MuskulaturMuskulaturKraftentwicklungsich dadurch erhöhen, dass man ihn zuvor etwas aus seiner Ruhelage heraus überdehnt. Wenn man den Hohlraum einer Herzkammer durch vermehrte Blutfüllung weitet und damit die Muskelzellen ihrer Wandung dehnt, entwickeln diese bei der folgenden Kontraktion eine größere Kraft (Abb. 1.101). Man nennt diesen Vorgang am Herzen Frank-Starling-MechanismusFrank-Starling-Mechanismus. Diese Namensgebung gilt für den Skelettmuskel nicht. Der Vorgang ist aber vergleichbar: Wenn man einen Ball werfen will, holt man dafür mit dem Arm aus, überdehnt also zuvor die für das Werfen erforderliche Muskulatur.
Die Ursache für die Kraftzunahme ist darin zu sehen, dass die Aktin- und Myosinfilamente eine bessere Ausrichtung zueinander bekommen und sich bei der folgenden Kontraktion besser verzahnen können. Des Weiteren sollen auch die Calciumionen „mehr Platz bekommen“ und deshalb in größerer Zahl die Kontraktion verstärken.
Überdehnt man einen Muskel aber zu stark, verlängern sich seine Sarkomere in einem Maß, dass auch die Filamente so weit auseinander gezogen werden, bis sie nur noch unvollständig oder schließlich überhaupt nicht mehr überlappen. Die mögliche Kraft nimmt wieder ab, bis zuletzt überhaupt keine Kontraktion mehr erfolgen kann (ab einer Sarkomerlänge von 3,6 µm). Es versteht sich von selbst, dass eine solch übermäßige Aufdehnung eines Skelettmuskels aufgrund vorgegebener Länge und Anschlagsbegrenzung der zugehörigen Gelenke physiologischerweise nicht möglich ist. Dagegen kommt es im pathologischen Einzelfall durchaus vor, dass die massive Überfüllung einer Herzkammer die Muskulatur ihrer Wandung in einen Bereich aufdehnt, in dem die verbleibende Kraft nicht mehr dazu ausreicht, den Gegendruck der nachgeschalteten Arterie zu überwinden. Es kommt zum akuten HerzversagenHerzversagen, akutes (Beispiel: Lungenembolie).
Ruhetonus
Noch im Schlaf hat jeder Muskel eine geringeMuskulaturRuhetonusRuhetonus, Muskulatur Grundspannung (Ruhetonus). Das bedeutet, dass selbst ohne jede willentliche Anspannung immer eine wechselnde Anzahl an motorischen Einheiten im Einsatz ist. In den Tiefschlafphasen (Stadium 3), dTiefschlafphasen, Muskelruhetonuser größtmöglichen nervalen Entkopplung zwischen ZNS und Peripherie, fällt die Grundspannung peripherer Muskulatur auf einen minimalen Rest, weil das ARAS des Hirnstamms (Fach Neurologie) seine Aktivitäten weitgehend eingestellt hat, aber erst in einer tiefen Narkose ist ein Muskel vollständig entspannt.

Steuerung muskulärer Kontraktionen

Das MuskelkontraktionSteuerungGehirn wäre nicht imstande, sehr fein abgestufte Bewegungen zu steuern, wenn es nicht laufend über den exakten Bewegungsumfang und Zustand seiner Muskulatur unterrichtet würde. Dies geschieht durch die Kontrolle der Augen sowie über das Gleichgewichtsorgan des Innenohrs, das ständig über die Lage des Körpers im Raum informiert. Daneben registrieren die MechanorezeptorenMechanorezeptoren von Haut und Gelenkstrukturen (Fach Dermatologie) fein abgestuft Berührungen bis hin zu stärksten Drücken. Schließlich beherbergen die Muskeln sowie ihre Sehnen Messfühler, die Propriozeptoren, Propriozeptorenzu denen die Muskelspindeln und Sehnenspindeln zählen. Sie melden dem Gehirn die momentane Spannung in Muskel und Sehnen sowie die aktuelle Länge des Muskels.
Muskelspindel
Eine MuskelspindelMuskelspindel ist ein wenige Millimeter langes ovales Gebilde, das einem „Mini-Muskel“ ähnelt und von einer bindegewebigen Hülle umgeben ist (Abb. 1.102). Darin liegende, sog. intrafusale Muskelfasern dienen als Rezeptoren für die Registrierung von Spannungen und können in ihrer Ansprechschwelle verändert und damit wechselnden Zuständen und Anforderungen angepasst werden.
Die Muskelspindeln werden von unterschiedlichen Nervenfasern versorgt, die einerseits die Ansprechschwelle dieser Spindeln verändern und andererseits deren Dehnung und damit auch die Dehnung des umgebenden Muskelgewebes weitermelden können. Nerven, die für die Einstellung der Vorspannung in Spindeln von Muskeln und Sehnen zuständig sind, gehören zu den sog. γ-Motoneuronen (Fach Neurologie).γ-Motoneurone;Motoneurone
Sehnenspindel
Die SehnenspindelnSehnenspindeln (Golgi-Sehnenorgane) Golgi-Sehnenorganereagieren wie die Muskelspindeln auf Dehnung und beantworten dieselbe ebenfalls mit Nervenimpulsen in Richtung Rückenmark bzw. Cerebrum (Abb. 1.102). Sie haben allerdings eine weitaus höhere Reizschwelle, d. h. der erforderliche Zug an ihnen muss bis zur Auslösung einer nervalen Antwort deutlich größer sein.
Im Gegensatz zur Muskelspindel wird die Sehnenspindel sowohl aktiviert, wenn Sehne und Muskel passiv überdehnt werden, als auch dann, wenn der Muskel sich aktiv kontrahiert und damit seine eigene Sehne sowie deren Golgi-Spindeln dehnt.
Ein Zug auf die Sehnen und ihre Spindeln erfolgt also bei jedem ausgeprägten Zug an ihnen, gleichgültig ob durch Kontraktion des zugehörigen Muskels oder denjenigen des Antagonisten. Ein Zug an den Spindeln des Muskels kann demgegenüber nur dann eintreten, wenn der Gesamtmuskel passiv überdehnt wird, denn bei seiner Kontraktion erschlaffen die enthaltenen Muskelspindeln. Daraus geht hervor, dass die Sehnenspindel alleine (bei Muskelkontraktion) oder gemeinsam mit der Muskelspindel (bei ausgeprägter passiver Dehnung) ansprechen kann. Wenn dagegen die sensiblere Muskelspindel alleine und ohne Sehnenbeteiligung anspricht, muss es sich um eine mäßig ausgeprägte passive Dehnung handeln. Je nachdem, ob beide Spindeltypen oder lediglich eine von ihnen Nervenimpulse weiterleiten, weiß das Gehirn, ob der Muskel sich kontrahiert oder passiv gedehnt wird und in welchem Ausmaß dies geschieht.

Hinweis Prüfung

Diese Vorgänge sind nicht prüfungsrelevant und bedürfen deshalb keiner genaueren Erörterung.

Muskeleigenreflex

MuskeleigenreflexeMuskeleigenreflexe werden durch die abrupte Überdehnung eines Muskels, und damit auch seiner Spindeln, ausgelöst und über die afferente Faser der Muskelspindel im Rückenmark direkt auf denjenigen motorischen Vorderhornnerven synaptisch weitergeleitet, der den überdehnten Muskel versorgt. Das Ergebnis besteht in einer Reflexzuckung im direkten Anschluss an den mit dem Reflexhammer ausgeführten Schlag auf die Sehne des entsprechenden Muskels. Eigen- und Fremdreflexe werden im Fach Neurologie ausführlich besprochen.

Exkurs

Muskelzuckungen aufgrund einer Elektrotherapie erfolgen nicht direkt über die motorische Endplatte und nicht durch Ionenverschiebungen in den Muskelfasern als Folge elektrischen Stroms. Vielmehr bewirkt dieser eine Reizung der Rezeptoren der Muskulatur und ihrer Sehnen, welche dies entsprechend dem Weg der Muskeleigenreflexe auf den motorischen Nerven im Vorderhorn übertragen. Sehr starke Ströme können die Muskulatur aber auch direkt zur Kontraktion bringen.

Rückführung der Muskelkontraktion

Jeder Muskel MuskelkontraktionRückführungMuskelkontraktionAgonisten/Antagonistenhat einen Gegenspieler. Der Agonist hat seinen Antagonisten, Antagonisten, MuskulaturAgonisten, Muskulaturder die vom Agonisten durchgeführte Bewegung eines Skelettanteils wieder rückgängig macht. Beispielsweise ist der M. triceps der Antagonist des M. biceps (und umgekehrt): Der Bizepsmuskel beugt den Arm im Ellbogengelenk. Der Trizeps streckt ihn wieder. Kontrahiert sich der eine, wird gleichzeitig der andere gedehnt. Ein einzelner Muskel ist nach seiner Kontraktion nicht imstande, sich wieder auf seine Ruhelänge aufzudehnen, weil es hierfür keine Vorrichtungen gibt. Er ist also grundsätzlich auf die Hilfe eines Antagonisten angewiesen.
Synergistische Muskelgruppen nennt man solche, die sich gegenseitig in ihren Bewegungen unterstützen. Synergistisch wirken also Muskeln, die am selben Knochen ansetzen und bei ihrer Kontraktion in etwa in die gleiche Richtung ziehen. Dies gilt u. a. für mehrere Muskeln am medialen Oberschenkel, die allesamt eine Adduktion des Beines im Hüftgelenk bewirken. Sie werden deswegen auch zur Gruppe der Adduktoren zusammengefasst.

Unterschiede zwischen den Muskelarten

Quergestreifte Skelettmuskulatur
Muskelfasern stellen nach den Nervenzellen mit ihren langen Fortsätzen die längsten Zellen des menschlichen Körpers dar. Sie enthalten als einzige Zellart zahlreiche (hunderte) Zellkerne. Jede Einzelzelle ist von ihren Nachbarzellen vollständig getrennt, arbeitet also Muskulaturautonomeautonom (für sich allein). Die Kontraktion erfolgt Skelettmuskulaturausschließlich infolge eines Nervenimpulses an der Muskulaturquergestreiftemotorischen Endplatte durch den Überträgerstoff Acetylcholin.
Jeder einzelne motorische Nerv verzweigt sich vor der Innervation der einzelnen Muskelfasern in etwa 10 (Auge, Ohr) bis > 1.000 (Haltemuskulatur der Wirbelsäule) einzelne, kolbig aufgetriebene Endungen und versorgt dadurch ebenso viele einzelne Muskelfasern (motorische Einheit). Die Muskelfasern der zahllosen weiteren motorischen Einheiten kontrahieren sich hierbei nicht, tragen also zur Kontraktionskraft des Gesamtmuskels auch nichts bei. Erst wenn der Befehl des Gehirns gleichzeitig an alle einen Muskel versorgenden Nervenfasern ergeht, kontrahieren sich auch dessen sämtliche Zellen und der Gesamtmuskel arbeitet mit maximaler Kraft.SkelettmuskulaturMaximalkraft
Die Regulierung der Muskelkraft, mit der man z. B. einen Gegenstand hält oder bewegt, erfolgt also ausschließlich über den wechselnden Anteil an Nerven, der gerade aktiv ist. Die einzelne Nervenfaser kann bei einem einzelnen Impuls die Kraft der versorgten Muskelfasern nicht steigern; diese ist immer vollständig, sofern die durch den synaptischen Spalt diffundierende Menge an Acetylcholin für einen Zusammenbruch des Ruhepotenzials ausgereicht hat (Alles-oder-Nichts-Gesetz). Die dem Aktionspotenzial nachfolgende Kontraktion kann nur dadurch verstärkt und verlängert werden, dass die Nervenfaser pausenlos weiter feuert und die Muskelfaser damit auch unentwegt zusätzliche Mengen an Calcium erhält. Sie hat dadurch keine Chance mehr zu erschlaffen (tetanische Kontraktion).
Die Querstreifung des Skelettmuskels ist ausschließlich im Mikroskop zu erkennen. Sie entsteht durch die perfekt parallele Ausrichtung der Myofibrillen in ihren Zellen, wodurch Z-Streifen, Aktin- und Myosinfilamente benachbarter Myofibrillen genau nebeneinander zu liegen kommen. Dadurch bilden die Strukturen der Sarkomere mit ihren unterschiedlich dicken und unterschiedlich lichtbrechenden Molekülen einheitliche, die Muskelfaser quer durchziehende Linien bzw. Streifen.
Angefügt werden soll, dass die Muskulatur des Kopfes überwiegend von Anteilen der 12 Hirnnerven innerviert wird, und die Muskeln des restlichen Körpers von den zugehörigen Spinalnerven (Fach Neurologie). Des Weiteren gibt es vereinzelt auch quergestreifte Muskulatur, die nicht willkürlich, sondern über das Vegetativum gesteuert wird, dem Willen also gar nicht untersteht. Dazu gehören v. a. Anteile der Speiseröhre (oberes Drittel).
Herzmuskulatur
Auch die HerzmuskulaturHerzmuskulatur besteht aus quergestreifter Muskulatur, weil auch bei ihr die Myofibrillen einer einzelnen Herzmuskelzelle parallel nebeneinander liegen. Im Skelettmuskel liegen auch die einzelnen Muskelfasern parallel nebeneinander. Dies ist beim Herzen nicht der Fall. Seine Einzelzellen bilden teilweise Winkel zueinander, überragen sich gegenseitig und haben oft auch einzelne Ausläufer, sind also gewissermaßen verzweigt. Daneben besitzen sie die Größe üblicher Zellen (100 µm) und nur einen Zellkern (selten auch zwei).
Der wichtigste Unterschied zur Skelettmuskulatur besteht darin, dass die Muskulatur des Herzens vollkommen autonom und unabhängig von nervalen Impulsen arbeitet. Es gibt keine motorische Endplatte und die Nervenfasern des vegetativen Nervensystems, die Teile des Herzens innervieren, haben ausschließlich modulierenden (verändernden) Charakter. Sie werden aber für die eigentliche Funktion des Herzens nicht benötigt, sodass sich die Herzkammern auch dann noch regelmäßig kontrahieren, wenn man das gesamte Herz aus dem Thorax entfernt und lediglich seine Durchblutung aufrechterhält.
Ermöglicht wird dies durch kleine Poren (sog. gap junctions)HerzmuskulaturPoren (sog. gap junctions)HerzmuskulaturGlanzstreifenGlanzstreifen, Herzmuskulatur in den Zellmembranen an den Stellen, an welchen benachbarte Herzmuskelzellen aneinander grenzen (Glanzstreifen). Hierdurch gelangen dann Natrium- bzw. Calciumionen von der einen Zelle zur nächsten und so fort, bis das gesamte Herz erregt ist und sich kontrahiert. Die Natriumionen, die ausgehend von der motorischen Endplatte des Skelettmuskels als positive Ladungsträger (Na+) vom Interstitium aus ins Zytosol geströmt waren und damit das Aktionspotenzial ausgelöst hatten, werden also am Herzen ersetzt durch positive Ionen, die von der einen Zelle über die gap junctions zur nächsten gelangen und dort das Ruhepotenzial beenden. Dieser Überblick ist an dieser Stelle vereinfacht dargestellt und wird im Fach Herz-Kreislauf-System sehr vielgenauer besprochen.
Ein weiterer Unterschied zur Skelettmuskulatur besteht darin, dass die Calciumionen, die auch am Herzmuskel die Kontraktion auslösen, hier nicht ausschließlich aus dem sarkoplasmatischen Retikulum sarkoplasmatisches RetikulumHerzmuskulaturin die Zelle (Sarkoplasma) hineinströmen, sondern zusätzlich von außen, also aus dem Interstitium. Dadurch unterscheidet sich das Aktionspotenzial in seinen pseudoelektrischen Abläufen erheblich von demjenigen des Skelettmuskels (Abb. 1.103).
Glatte Muskulatur
Die Aktin- und Myosinfilamente liegen in der MuskulaturMuskulaturglatteglatte Muskulatur der Blutgefäße MyosinfilamenteAktinfilamenteund der Wandungen von Hohlorganen nicht in strenger Ordnung parallel und in Längsrichtung nebeneinander, sondern eher schräg und ein wenig ungeordnet. Sie ergeben deshalb im Mikroskop keine Querstreifung, weshalb dieses Muskelgewebe als glatt bezeichnet wird. Die Zellen sind mit einem Durchmesser von 5–10 µm sehr schlank, entsprechen jedoch mit einer Länge von etwa 20 µm üblichen Zellen (Ausnahme Uterus). Dementsprechend weisen sie auch nur einen Zellkern auf. Da sie sich zu ihren beiden Enden hin verjüngen, kann man ihr Aussehen als spindelförmig beschreiben.
Der schnelle Natriumeinstrom von außen (Skelettmuskel) oder (zunächst) aus der Nachbarzelle (Herzmuskel) fehlt an der glatten Muskulatur vollständig. Der Zusammenbruch des Ruhepotenzials wird hier nicht durch Natriumionen, sondern durch Calciumionen verursacht. Dabei gelangen dieselben ausschließlich vom Interstitium aus ins Sarkoplasma. Das sarkoplasmatische Retikulum enthält kein Calcium. Da der Einstrom mehr Zeit beansprucht als bei üblichen Aktionspotenzialen durch Na+, baut sich die Kontraktion langsamer auf, ist dabei jedoch sehr viel ausgeprägter als bei quergestreiften Muskelzellen: Die Zellen können sich bis auf die Länge eines Drittels verkürzen. Zusätzlich gibt es hier kein Alles-oder-nichts-Gesetz, weshalb auch Abstufungen der Kontraktion in der Form von mehr oder weniger ausgeprägten Tonisierungen z.B. einer Gefäßwand möglich werden.
Glatte Muskelzellen haben teilweise über gap junctions Verbindungen zur Nachbarzelle und werden teilweise durch (sympathische) Nervenfasern erregt und zur Kontraktion gebracht. Auch Schrittmacherzellen wie im Herzmuskel sind möglich. Im Gegensatz zu den beiden anderen Muskelarten sind sie sogar dazu imstande, z. B. bei ihrer Dehnung aus sich selbst heraus Kontraktionen zu bilden, weil sich in diesen Fällen Calciumkanäle öffnen können – jedenfalls bei einem Teil der Zellen. Es besteht also eine gewisse Selbstständigkeit der glatten Muskelzellen, sodass man deren vollständige oder unvollständige Kontraktionen aufgrund unterschiedlicher Reize mit dem Begriff der myogenen Erregungen belegen kann.myogene Erregungen

Zusammenfassung

Muskelgewebe

Aufgabe

  • Kraftentwicklung, Bewegung, Haltearbeit

Quergestreifte Muskulatur

  • Befestigung am Knochen durch Sehnen (evtl. mit Sehnenscheide): Ursprung, Ansatz

  • Muskel besteht aus Muskelfaserbündeln (Primär- und Sekundärbündel), ist umhüllt von Muskelfaszie

  • Muskelzelle: bis zu 25 cm lang, Durchmesser 20–100 µm, zahlreiche Zellkerne, Mitochondrien, Sarkoplasma mit O2-bindendem Myoglobin, Sarkolemm (Zellmembran), Myofibrillen (kontraktile Elemente Aktin und Myosin, bestehend aus Sarkomeren) sind verantwortlich für die Querstreifung

Herzmuskulatur

  • Muskelzellen: übliche Zellgröße, 1–2 Zellkerne, sind verbunden durch gap junctions, keine exakt parallele Anordnung der Zellen, jedoch der Myofibrillen (→ Querstreifung)

  • arbeitet autonom, vegetatives Nervensystem hat lediglich modulierenden Einfluss

Glatte Muskulatur

  • Muskulatur der Blutgefäße und inneren Organe (Darm, Magen, Uterus, Harn- und Gallenblase usw.)

  • schlanke, spindelförmige Zellen üblicher Größe

  • keine Querstreifung im Mikroskop

  • Aktionspotenziale Calcium-gesteuert und von wechselnder Stärke

  • myogene, selbst gesteuerte (autonome) Kontraktionen, teilweise Schrittmacherzellen, vegetative Innervation

Muskelphysiologie

  • Muskelkontraktion: Verkürzung der Sarkomere durch den Einfluss von Ca2+ und ATP; ATP wird bei erhöhtem Bedarf regeneriert durch Kreatinphosphat; eigene Sauerstoffreserve (Myoglobin); eigene Brennstoffreserve (Glykogen → Glukose)

  • Kontraktionsformen:

    • isoton: Muskel verkürzt sich bei gleichbleibender Kraftentwicklung

    • isometrisch: Muskel verrichtet Haltearbeit, ohne seine Länge zu verändern

    • auxotonisch: Mischform aus isotoner und isometrischer Kontraktion

  • Zusammenspiel von Agonist und Antagonist (Spieler und Gegenspieler, z. B. Beuger und Strecker) notwendig, um eine Muskelkontraktion rückgängig zu machen

Neurophysiologie

  • Muskel wird von motorischen Nervenfasern innerviert

  • motorische Endplatte: Verbindungsstelle von Nervenfaser und Muskel, besteht aus prä- und postsynaptischer Membran, synaptischem Spalt, synaptischen Vesikeln mit Acetylcholin als Transmitter

  • Ruhepotenzial: elektrisches Potenzial an einer Zelle, beträgt ca. 85 mV, hervorgerufen durch die ungleiche Verteilung geladener Teilchen (Ionen) im Extra- und Intrazellulärraum (direkt neben der Zellmembran)

  • Aktionspotenzial: kurzzeitige Ladungsverschiebung an der Zellmembran, ausgelöst durch Ausschüttung von Acetylcholin in den synaptischen Spalt und dessen Bindung an Rezeptoren mit nachfolgender Öffnung von Ionenkanälen für Natrium

  • Aktionspotenzial breitet sich über die Muskelfaser bis zum sarkoplasmatischen Retikulum fort und bewirkt dort über die Öffnung von Calciumkanälen eine Muskelkontraktion (elektromechanische Kopplung).

  • tetanische Kontraktion: Dauerkontraktion durch ständig wiederholte nervale Impulse

  • Muskelspindel, Sehnenspindel: Rezeptoren, die die Muskelspannung, -länge und -dehnung messen und ans ZNS melden

Die Muskeln des menschlichen Körpers

Die Namensgebung der Muskeln erfolgt nach verschiedenen Kriterien. Teilweise tragen sie Eigennamen. Oft werden sie nach ihrer besonderen Form bezeichnet. So heißen 2 Muskeln des Oberarms M. biceps bzw. M. triceps, weil sie 2 bzw. 3 „Köpfe“ besitzen (bi = 2; tria = 3; ceps von Caput). Da es auch am Ober- bzw. Unterschenkel jeweils einen zwei- bzw. dreiköpfigen Muskel gibt, muss aus dem Namen zusätzlich die genaue Lokalisation hervorgehen. Die Oberarmmuskeln heißen MuskelnNamensgebungdeshalb mit vollständigem Namen M. biceps bzw. triceps brachii (Brachium = Arm, Oberarm). Ein Muskel des Zungenbeins heißt M. digastricus von di = zwei und Gastär = Magen bzw. Bauch. Es handelt sich also um einen „zweibäuchigen“ Muskel, dessen Bäuche durch eine kurze Zwischensehne getrennt sind.
Die Mehrzahl der Muskeln wird entweder nach den Knochen bezeichnet, an denen sie entspringen bzw. ansetzen, oder in direkter, meist lateinischer Übersetzung ihrer Funktion: Der M. temporalis entspringt dem Os temporale, der M. sternohyoideus zieht vom Sternum zum Zungenbein (Os hyoideum), der M. levator scapulae zieht das Schulterblatt nach oben (levare = hochheben, hochziehen).

Hinweis Prüfung

Die Funktionen eines Muskels sollte man nicht auswendig lernen, sondern aus Ursprung und Ansatz ableiten: Ein Muskel, der von a nach b zieht, muss bei seiner Kontraktion diese Lokalisationen einander annähern. Ein Muskel, der ringförmig um eine Öffnung zieht, z. B. an Auge oder Mund, wird bei seiner Kontraktion diese Öffnung einengen bzw. verschließen.

Insgesamt sind Prüfungsfragen betreffend Namen und/oder Funktion einzelner Muskeln in den letzten Jahren zunehmend selten geworden.

Kopf (Abb. 1.104, Tab. 1.1)

Antagonisten des M. orbicularis oculi sind, in tieferen Schichten, der Musculus(-i)levator palpebraeM. levator palpebrae (Lidheber, innerviert durch den N. oculomotorius) sowie der direkt an der Lidplatte (Tarsus) ansetzende M. tarsalis (innerviert MuskelnKopfdurch den Sympathikus). Die Hebung des Oberlids bzw. Senkung des Unterlids durch den M. tarsalis erfolgt unvollständig, wodurch beim Ausfall des Halssympathikus (Horner-Syndrom)Horner-Syndrom die Lidspalte nur mäßig verengt ist (Ptosis).
Weitere Kaumuskeln neben M. masseter und M. Lidhebertemporalis stellen die Pterygoides-Muskeln dar, die unterhalb (profundus) des M.Musculus(-i)tarsalis masseter verlaufen und teilweise ebenfalls am Kieferwinkel ansetzen.

Hals

Kraniale Zungenbeinmuskeln (Mundbodenmuskeln)
M. digastricus, M. stylohyoideus und M. Musculus(-i)pterygoideusmylohyoideus bilden den Hauptteil der kranialen Zungenbeinmuskeln (= Mundbodenmuskeln; Abb. 1.105, Tab. 1.2).
Untere Zungenbeinmuskeln
M. sternohyoideus,Zungenbeinmuskeln, kraniale/untere M. sternothyroideus, M. MuskelnHalsthyrohyoideus und M. omohyoideus bilden die Zungenbeinmuskeln, kraniale/untereunteren Zungenbeinmuskeln (Abb. 1.105, Tab. 1.3).
Oberflächliche Halsmuskeln (Abb. 1.105, Abb. 1.106, Abb. 1.107, Tab. 1.4)
Die beiden Kopfwendermuskeln begrenzen zwischen sich die vordere Zungenbeinmuskeln, kraniale/untereHalsgegend.
Der M. trapezius wirkt praktisch nie in seiner Gesamtheit, sondern in Teilen und gemeinsam mit anderen Muskeln.
Seitliche tiefe Halsmuskeln (Abb. 1.108, Tab. 1.5)
Die 3 Skalenusmuskeln sind die wichtigsten Hilfsmuskeln Inspiration, Hilfsmuskelnfür die Inspiration. Zwischen dem vorderen und dem mittleren Skalenusmuskel befindet sich eine Lücke, durch die der Plexus brachialis und die A. subclavia hindurchtreten, um den Arm zu versorgen (Abb. 1.108).

Brust (Abb. 1.109, Tab. 1.6)

Die inneren Zwischenrippenmuskeln dienen der Ausatmung, die äußeren der Einatmung.

Bauch (Tab. 1.7)

Kaudal bildet die Faszie des M. obliquus externus abdominis (Abb. 1.110) das Leistenband (Lig. inguinale) undLeistenbandLigamentum(-a)inguinale damit einen wesentlichen Teil des Leistenkanals.
Der M. obliquus internus abdominis (Abb. 1.111)Musculus(-i)obliquus internus abdominis geht nach medial in eine flächenhafte Aponeurose über. Diese spaltet sich in 2 Lamellen, die den M. rectus abdominis ventral und dorsal umfassen (Rektusscheide). RektusscheideDie Lamellen der beiden Mm. recti abdominis vereinigen sich median in der sog. Linea alba. Linea albaAus den kaudalen Fasern des M. obliquus internus abdominis wird beim Mann der M. cremaster Musculus(-i)cremastergebildet, der mit dem Samenstrang zum Hoden zieht und beim Cremasterreflex Cremasterreflexden Hoden mit seinen Hüllen um eine Kleinigkeit in Richtung Leiste zieht (bei den Vorfahren des Menschen gedacht zum Schutz des Hodens).
Auf dem kaudalen Ende des M. rectus abdominis,Musculus(-i)rectus abdominis mit Ursprung an der Symphyse und Ansatz an der Rektusscheide, sitzt ein kleiner, dreieckiger Muskel, der M. pyramidalis (Abb. 1.111). Musculus(-i)pyramidalisSeine einzige Funktion besteht in einer Straffung der Rektusscheide.
Entwicklungsgeschichtlich saß das Zwerchfell (Abb. 1.112) im Bereich des Halses und senkte sich erst später nach kaudal. Die nervale Versorgung erfolgt deshalb durch den N. phrenicus aus C3 und C4. Ein Singultus (Schluckauf) Singultuskommt häufig bei Gelenkblockaden im Bereich C3 und v. a. C4 vor. Die zentrale Sehnenplatte des Zwerchfells (Centrum tendineum) enthält für die V. cava (Foramen venae cavae), im muskulären Anteil auch für den Ösophagus (Hiatus oesophageus) und für die Aorta (Hiatus aorticus) Öffnungen.

Rücken (Abb. 1.113, Tab. 1.8)

Zur tiefen RückenmuskulaturRückenmuskulaturRückenmuskulaturautochthone/tiefe (M. erector spinae als Sammelbegriff Musculus(-i)erector spinaefür dieautochthone RückenmuskulaturRückenmuskulaturautochthone/tiefe sog. autochthone Rückenmuskulatur; Abb. 1.114) gehören eine ganze Reihe verschiedener Muskeln, die bei den Bewegungen der Wirbelsäule mithelfen, v. a. aber den Rücken strecken und stabilisieren. Sie brauchen nicht im Einzelnen gelernt zu werden.

Becken (Tab. 1.9)

Die Funktion der Gluteusmuskulatur (v. a. M. gluteus medius und minimus; Abb. 1.115, Abb. 1.117) lässt sich mit dem Trendelenburg-Zeichen überprüfen: BeiTrendelenburg-ZeichenGluteusmuskulatur, Lähmung Lähmung der Gluteusmuskulatur ist der Einbeinstand auf der betroffenen Seite wegen des Absinkens des Beckens zur Seite des angehobenen Beines (BeckenmuskelnSpielbein) nicht mehr möglich. Zusätzlich entsteht ein Watschelgang. Das Trendelenburg-Zeichen ist auch bei angeborener Hüftluxation positiv.HüftluxationWatschelgang
Der M. gluteus minimus wird für intramuskuläre Injektionen verwendet. Der kräftigste Beuger im Hüftgelenk, der M. iliopsoas besteht aus dem M. psoas major und dem M. iliacus (Abb. 1.116).

Bein

Oberschenkel (Abb. 1.117, Abb. 1.118, Tab. 1.10)
Über seinen Patellarsehnenreflex (PSR) Patellarsehnenreflexist der M. quadriceps femoris Kennmuskel für die Funktion der Segmente L2–L4. Gemeinsam mit dem M. gluteus maximus istMusculus(-i)gluteus maximus er der umfangreichste und kräftigste Muskel des menschlichen Körpers.
M. adductor longus, M. adductor magnus, M. adductor brevis und M. gracilis werden BeinAdduktorengemeinsam zur Gruppe der Adduktoren zusammengefasst (Abb. 1.118). Bei etlichen Sportarten (u.a. Fußball) kommt es hier zu Überlastungen und Verletzungen.
Die Fascia lata (Oberschenkelfaszie) bildet Fascia latamit ihrer lateralen Verstärkung (Tractus iliotibialis)Tractus iliotibialis eine straffe Umhüllung des gesamten Oberschenkels. Der M. tensor fasciae latae (mit Ursprung von der Spina iliaca anterior superior) strafft diese Faszie undMusculus(-i)tensor fasciae latae hilft gleichzeitig bei der Beugung und Innenrotation im Hüftgelenk (Abb. 1.118).
Unterschenkel (Abb. 1.119, Abb. 1.120, Tab. 1.11)
Unterhalb des M. gastrocnemius verläuft, mit Ursprung von den Rückflächen von Fibula und Tibia, der M. soleus (Schollenmuskel). Musculus(-i)soleusSchollenmuskelDa er ebenfalls über die Achillessehne am Fersenbein ansetzt, wird er gemeinsam mit dem Zwillingswadenmuskel zum M. triceps surae (dreiköpfiger Wadenmuskel) Musculus(-i)triceps suraezusammengefasst. Der Achillessehnenreflex (ASR) prüftAchillessehnenreflex überwiegend das Segment S1.

Pathologie

Bei einer Lähmung des M. tibialis anterior Musculus(-i)tibialis anteriorund weiterer Extensoren von Fuß und Zehen, z. B. durch Druckschädigung des N. fibularis im Bereich des Fibulaköpfchens, kann der Fuß nicht mehr gehoben werden. Es resultiert eine SpitzfußM. tibialis anterior, LähmungSpitzfußstellung sowie der sog. SteppergangM. tibialis anterior, LähmungSteppergang.

Schulter und Arm

Schulter (Tab. 1.12)
Der M. supraspinatus Musculus(-i)infraspinatusMusculus(-i)supraspinatusMusculus(-i)teres minorMusculus(-i)subscapularisbildet gemeinsam mit M. infraspinatus, M. subscapularis und M. teres minor die RotatorenmanschetteRotatorenmanschette des Schultergelenks (Abb. 1.121), die durch ihre Lage zwischen Skapula und den Tubercula des Humerus der stützenden Abdeckung der schlaffen Schultergelenkkapsel dient. Sie ist häufig und gemeinsam mit weiteren Strukturen in das Bild der PHS (Periarthropathia humeroscapularis) Musculus(-i)teres minorPeriarthropathia humeroscapularismiteinbezogen. Typischerweise ist dabei u. a. die Supraspinatussehne verdickt und schmerzhaft tastbar.
Der M. deltoideus (Abb. 1.107) Musculus(-i)deltoideuslegt sich wie ein Mantel um den proximalen Oberarmknochen und das Korakoid. Er gilt als Kennmuskel für das Segment C5. Sein Ursprung entspricht ziemlich genau dem Ansatz des M. trapezius.
Oberarm (Abb. 1.122, Abb. 1.123, Tab. 1.13)
Unterarm (Abb. 1.123, Abb. 1.124, Abb. 1.125, Tab. 1.14)
Die Flexoren von HandgelenkHandgelenkFlexoren und Fingern entspringen mit ihren Sehnen dem medialen (ulnaren) Epicondylus humeri (→ Golferellenbogen), die Extensoren dem lateralen (radialen) Epikondylus (→ Tennisellenbogen).GolferellenbogenTennisellenbogen
Durch den Karpaltunnel Karpaltunnelziehen neben dem N. medianus lediglich die 8 Sehnen des M. flexor digitorum (superficialis und profundus) sowie die Sehne des M. flexor pollicis longus (→ Karpaltunnelsyndrom).KarpaltunnelsyndromNervusmedianusMusculus(-i)flexor digitorumMusculus(-i)pollicis longus
Folgende Bewegungen sind im Handgelenk möglich: Palmarflexion, Dorsalextension, Ulnarabduktion und Radialabduktion (Abb. 1.126).

Zusammenfassung

Muskeln, nach denen bisher (Stand 2017) in der Prüfung gefragt wurde (die fett gedruckten sind in der Prüfung besonders beliebt und/oder aktuell am wichtigsten):

  • M. biceps brachii

  • M. brachioradialis

  • M. coracobrachialis

  • M. cremaster

  • M. deltoideus

  • M. erector spinae (autochthone Rückenmuskulatur)

  • M. gastrocnemius

  • M. gluteus (v.a. maximus)

  • M. iliopsoas bzw. M. iliacus und M. psoas

  • Mm. intercostales

  • M. latissimus dorsi

  • M. masseter

  • M. orbicularis oris

  • M. pectoralis major et minor

  • M. quadriceps femoris bzw. M. rectus femoris

  • M. rectus abdominis

  • M. sartorius

  • Mm. scaleni

  • M. serratus anterior

  • M. sternocleidomastoideus

  • M. supraspinatus

  • M. temporalis

  • M. tibialis anterior

  • M. transversus abdominis

  • M. trapezius

  • Platysma

  • Rotatorenmanschette

  • Zwerchfell

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