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Anatomie und Funktion der Knochen

©2021 Hausarbeit 12 Seiten

Zusammenfassung

Die folgende Hausarbeit beinhaltet eine kurze Zusammenfassung der Anatomie sowie Physiologie der Knochen als auch die Funktion des Femurs und die allgemeine Bedeutung der Knochen für den Menschen.

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Einteilung der Knochen
1.1 anhand der Ossifikation
1.2 anhand der Form

2 Zusammensetzung eines Knochens
2.1 Extrazelluläre Knochenmatrix
2.2 Knochenzellen

3 Der Femur
3.1 Aufbau eines Röhrenknochens am Beispiel des Femurs
3.2 Funktion des Femurs

4 Die Bedeutung der Knochen des Menschen

Quellenverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Beispiele für die verschiedenen Knochenformen

Abbildung 2: Bestandteile einer extrazellulären Knochenmatrix

Abbildung 3: Allgemeiner Aufbau eines Röhrenknochens

Abbildung 4: Rechter Oberschenkel (Femur)

Abkürzungsverzeichnis

EZM Extrazelluläre Knochenmatrix

Femur Os femoris

Genderhinweis

Die Autorin möchte zu Beginn ihrer Abhandlung auf eine einheitliche geschlechtsspezifische Formulierung hinweisen. Die Verwendung der maskulinen Sprachform schließt stets alle Geschlechter und Identitäten gleichermaßen mit ein und soll somit einen klaren Lesefluss sowie eine bessere Verständlichkeit ermöglichen. Begrifflichkeiten, die weiterer Ausführung bedürfen, werden bei erstmaliger Nennung in Fußnoten erläutert.

1 Einteilung der Knochen

Knochen können anhand verschiedener Kriterien klassifiziert werden. Im folgenden Kapitel werden neben den beiden Arten der Ossifikation auch die Differenzierung der Knochenformen aufgezeigt.

1.1 anhand der Ossifikation

Die embryonale Entstehung der Knochen findet sowohl desmal als auch chondral statt.

Bei der desmalen Ossifikation, auch direkte Knochenbildung genannt, geht der Knochen direkt aus dem Mesenchym (Bindegewebe) hervor und betrifft ausschließlich die Knochen des Schädeldaches, die Mehrzahl der Gesichtsknochen und das Schlüsselbein. Hierbei häufen sich die Osteoblasten im embryonalen Mesenchym an und bilden eine Knochenmatrix (vgl. Huch & Jürgens 2015, S. 77). „Die Matrix verkalkt vor und teilweise nach der Geburt und es entstehen die [...] Knochenbälkchen (Trabekel). Verschiedene Knochenbälkchen verschmelzen nun netzartig miteinander und bilden die typische Struktur der Geflechtknochen (Deck-, Bindegewebsknochen)“ (Huch & Jürgens 2015, S. 77).

Die chondrale Ossifikation hingegen, bei der die Verknöcherung über eine knorpelige Zwischenstufe stattfindet, bildet die größere Anzahl an Knochen des Körpers. Hierbei entstehen die Knochen über einen „Umweg“. Nachdem sich aus den embryonalen Bindegewebssträngen zunächst Knorpelmodelle entwickeln, werden diese in einem weiteren Schritt sukzessiv durch Knochengewebe ersetzt (vgl. Huch & Jürgens 2015, S. 77).

Sowohl bei der desmalen als auch bei der chondralen Knochenbildung ist das primär gebildete Knochengewebe unreif (Geflechtknochen). Dieser wird jedoch wieder resorbiert und durch reife Lamellenknochen ersetzt (vgl. Menche 2007, S. 69). Die „Ersatzknochen“ kommen beispielsweise in der Wirbelsäule oder dem Arm- und Beinskelett vor (vgl. Huch & Jürgens 2015, S. 77f.).

1.2 anhand der Form

Die visuell offensichtlichere Einteilung differenziert die Formen oder besonderen Strukturen der Knochen. Hierbei werden folgende Arten aufgezeigt, welche in der Abbildung 1 graphisch skizziert sind (vgl. Aumüller et al. 2020, S.223f.):

Ossa longa: Die „langen Knochen“ bestehen aus zwei Enden (Epiphysen) und einem dazwischen liegenden Schaft (Diaphyse). Sie sind an den Gelenkflächen von Gelenkknorpel, am Übrigen von Periost bedeckt und haben durch ihre Leichtbauweise eine optimale Funktionsanpassung an Zug- und Druckspannung. Zu diesen sogenannten Röhrenknochen zählen die Knochen der freien Extremitäten. Neben Femur, Humerus, Ulna, Radius, Tibia und Fibula sind dies auch die Metatarsal- und Metacarpalknochen, mit Ausnahme der Handwurzel- sowie der Fußwurzelknochen Ossa brevia: Die Hand- und Fußwurzelknochen werden als kompakte, unregelmäßig würfel- oder zylinderförmige Knochen auch „kurze Knochen“ genannt. Sie bestehen zu einem großen Teil aus Spongiosa, die von einer dünnen Kortikalis umgeben sowie mit Knochenmark ausgefüllt ist und werden bis auf die Gelenkflächen von Periost umschlossen.

Ossa plana: Flächig aufgebaute Knochen wie die Scapula, das Sternum und die Rippen sind als „platte Knochen“ bekannt. Sie bestehen aus einer äußeren und inneren Kortikalis, die die Spongiosa umschließen.

Ossa pneumatica: Hierbei versteht man die hohlen bzw. pneumatisierten, „luftgefüllten Knochen“, welche im Bereich des Schädels präsent sind. Sie besitzen mit Schleimhaut ausgekleidete Hohlräume, die mit der Außenwelt zur Belüftung kommunizieren, um sich dem Umgebungsdruck anzupassen. Diese Knochen sind beispielsweise die Maxilla, Os frontale, Os sphenoidala und Os ethmoidale.

Ossa sesamoidea: Die Patella (Kneischeibe) gilt als der größte Sesamknochen des Körpers. „Sesambeine/-knochen“sind variabel auftretende Knochen, die vor allem als funktioneller Bestandteil von Sehnen auftreten.

Ossa irregularia: Hierunter sind „unregelmäßige Knochen“ zu verstehen, die sich keiner der oben angeführten Kategorien zuordnen lassen. Beispiele hierfür sind das Os sphenoidale oder die Ossa vertebrae.

2 Zusammensetzung eines Knochens

Knochen zählen zusammen mit dem Knorpelgewebe zum skelettbildenden Stütz- und Bindegewebe und gehören damit dem passiven Bewegungsapparat an. Um die Funktion der Knochen zu erhalten, besteht die Knochenstruktur aus zwei Hauptbestandteilen, der Extrazellulären Knochenmatrix und den Knochenzellen.

2.1 Extrazelluläre Knochenmatrix

Unter der Extrazellulären Matrix (EZM) versteht man den Teil des Gewebes, der zwischen den Knochenzellen liegt und diese geflechtartig umschließt, womit er den Kontakt zwischen ihnen vermittelt. Das Knochengewebe erlangt somit seine Festigkeit sowie die außerordentliche Kompressionsfähigkeit. Die Matrix setzt sich aus organischen (35%) und anorganischen Substanzen (65%) zusammen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Bestandteile einer extrazellulären Knochenmatrix

Zu den anorganischen Bestandteilen zählen Salze, insbesondere in Form der Hydroxylapatitkristalle, jedoch auch geringe Mengen an Proteoglykanen, verschiedenen Glykoproteinen sowie weitere anorganische Bestandteile wie Magnesium, Kalium, Karbonat, Eisen, Natrium, Nitrat, Fluor und andere Spurenelemente.

Die organischen Substanzen bestehen zu ca. 90% aus Typ-I-Kollagen und zu etwa 10% aus nicht-kollagenartigen Proteinen. Kollagen Typ I ist ein fibrilläres Protein, welches von Osteoblasten produziert wird. Es bildet die Lamellen des Lamellenknochens, welche untereinander quervernetzt sind und somit dem Knochen seine Zugfestigkeit verleihen (vgl. Gorski 1998, S. 201ff.)

2.2 Knochenzellen

Das Knochengewebe bleibt bis ins Erwachsenenalter sehr aktiv, wodurch ein ständiger Umbauprozess (Remodeling) notwendig ist, damit die Knochen ihrer Funktion als Kalziumspeicher weiter nachkommen können und sich den geänderten Belastungsverhältnissen anpassen. Für diesen Knochenumbau sind drei Arten von Knochenzellen verantwortlich: Osteoblasten, Osteozyten und Osteoklasten. Das Knochengewebe besteht aus einem Netzwerk dieser lebenden Knochenzellen, die in der EZM eingebettet sind und über Zellfortsätze in ständiger Verbindung miteinander stehen.

Die Osteoblasten dienen dem Knochenaufbau, indem sie die Interzellularsubstanz sowie die Vorstufe des Kollagens bilden. Nach deren Bildung ist zunächst die EZM noch nicht verkalkt. Die Matrix wird in diesem Stadium als Osteoid bezeichnet. Sowohl die Osteoblasten als auch die EZM liegen an der inneren und äußeren Oberfläche des Knochens (vgl. Thieme 2020, S. 101). „Nach etwa 2 Tagen beginnt die Grundsubstanz zu mineralisieren, indem sich die Mineralsalze an die Kollagenfasern anlagern und auskristallisieren. Das Gewebe verhärtet sich, und die Knochenstruktur entsteht“ (Thieme 2020, S. 101).

Sind die Osteoblasten in der mineralisierenden Grundsubstanz eingemauert, so gehen daraus die Osteozyten hervor, die häufigsten Knochenzellen, welche die Belastung des Knochens messen und die Aktivität der Osteoblasten beeinflussen. Somit sind sie an der Aufrechterhaltung der Knochensubstanz integriert.

Die Osteoklasten dienen dem Knochenabbau, indem sie den Abbau der verkalkten Interzellularsubstanz fördern (vgl. Thieme 2020, S. 101). „Zusammen mit den Osteoblasten sorgen sie dafür, dass Knochenaufbau und Knochenabbau im Gleichgewicht stehen. Die Botenstoffe, die die Aktivität der Osteoklasten regulieren, werden u.a. von Osteoblasten freigesetzt“ (Thieme 2020, S. 101).

Ein eigenes Gefäßsystem versorgt die Knochenzellen neben Blut auch mit Nährstoffen und Sauerstoff. Die funktionelle Grundeinheit des Knochens, das Osteon, ist um ein solches zentrales Blutgefäß herum angeordnet (vgl. Thieme 2020, S.269f.).

3 Das Femur

Der Oberschenkelknochen (Os femoris oder kurz: Femur) ist der längste sowie auch schwerste Knochen des menschlichen Körpers. Im folgenden Kapitel wird zunächst dessen Aufbau skizziert und im Anschluss die Funktionen des Os femoris dargestellt.

3.1 Aufbau eines Röhrenknochens am Beispiel des Femurs

Nahezu alle Knochen beim Erwachsenen sind zu Lamellenknochen umgebaut, während beim Kleinkind ein Großteil des Skeletts aus Geflechtknochen besteht. Die Lamellenknochen, somit auch das Femur, bestehen aus den folgenden Bestandteilen:

[...]

Details

Seiten
12
Jahr
2021
ISBN (eBook)
9783346534514
ISBN (Buch)
9783346534521
Sprache
Deutsch
Erscheinungsdatum
2021 (November)
Note
1,3
Schlagworte
anatomie funktion knochen Pathologie Pflege Medizin Pflegewissenschaft Medizinpädagogik Aufbau Knochenaufbau
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Titel: Anatomie und Funktion der Knochen