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Knochen sind lebendige, gut durchblutete Organe aus verschiedenen Geweben. Sie bilden ein besonders hartes Stützgewebe der Wirbeltiere, wobei der Körper durch ein Endo-Skelett gestützt wird.

Die einzelnen Knochen sehen je nach Lage und Funktion unterschiedlich aus. Gleichzeitig schützen die Knochen innere Organe, wie die Schädelknochen das Gehirn und der Brustkorb das Herz und die Lunge. Außerdem bilden sich im roten Knochenmark die roten Blutkörperchen, die Blutplättchen und die weißen Blutkörperchen. Die Größe variiert zwischen den nur millimetergroßen Gehörknöchelchen einiger Kleinsäuger bis zu den meterlangen Bein- und Rippenknochen der Dinosaurier.

Wortherkunft: lateinisch-anatomisch Os, Plural Ossa, griechisch-klinisch-pathologisch meist Ost~, Oste~ oder Osteo~) oder das Knochengewebe (auch das Bein aus alter germanischer Wortwurzel, vergleiche Brustbein, Beinhaus etc. und englisch "bone").

Struktur

Der Knochen ist nicht gleichmäßig fest, sondern besteht aus einer flexiblen Matrix (ca. 30 %) und gebundenen Mineralien (ca. 70 %), die von einer Gruppe spezialisierter Knochenzellen kompliziert verwoben und endlos umgestaltet werden. Ihre einzigartige Zusammensetzung und ihr Aufbau ermöglichen es den Knochen, relativ hart und stark zu sein, während sie gleichzeitig leicht bleiben.

Die Knochenmatrix besteht zu 90 bis 95 % aus elastischen Kollagenfasern, auch bekannt als Ossein, und der Rest ist Grundsubstanz. Die Elastizität des Kollagens verbessert die Bruchfestigkeit. Die Matrix wird durch die Bindung von anorganischem Mineralsalz, Kalziumphosphat, in einer chemischen Anordnung gehärtet, die als Kalziumhydroxylapatit bekannt ist. Es ist die Knochenmineralisierung, die den Knochen Steifigkeit verleiht.

Knochengewebe wird das ganze Leben lang aktiv von speziellen Knochenzellen, den Osteoblasten und Osteoklasten, aufgebaut und umgebaut. Innerhalb eines einzelnen Knochens ist das Gewebe in zwei Hauptmuster gewebt, die als kortikaler und spongiöser Knochen bekannt sind und jeweils ein unterschiedliches Aussehen und unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.

Kortikalis

Die harte äußere Schicht der Knochen besteht aus cortikalem Knochen, der auch als kompakter Knochen bezeichnet wird, da er viel dichter ist als die Spongiosa. Sie bildet die harte Außenseite des Knochens. Die Knochenrinde verleiht dem Knochen sein glattes, weißes und festes Aussehen und macht 80 % der gesamten Knochenmasse eines erwachsenen menschlichen Skeletts aus.
Sie besteht aus mehreren mikroskopischen Säulen, die jeweils als Osteon oder Haversianisches System bezeichnet werden. Jede Säule besteht aus mehreren Schichten von Osteoblasten und Osteozyten um einen zentralen Kanal, der Haversian-Kanal genannt wird. Volkmannsche Kanäle im rechten Winkel verbinden die Osteons miteinander. Die Säulen sind stoffwechselaktiv, und während der Wiederaufnahme und Bildung von Knochen ändert sich die Art und Lage der Zellen innerhalb des Osteons. Kortikaler Knochen ist an seiner Außenfläche von einem Periost und an seiner Innenfläche von einem Endost bedeckt. Das Endosteum bildet die Grenze zwischen der Kortikalis und der Spongiosa. Die primäre anatomische und funktionelle Einheit der Kortikalis ist das Osteon.

Spongiosa

Spongiosa, auch trabekulärer Knochen genannt, ist das innere Gewebe des Skelettknochens und ist ein offenzelliges poröses Netzwerk. Spongiosa hat ein höheres Oberflächen-Volumen-Verhältnis als kortikaler Knochen und ist weniger dicht. Das macht ihn schwächer und flexibler.
Durch die größere Oberfläche ist er auch für Stoffwechselaktivitäten wie den Austausch von Kalzium-Ionen geeignet. Spongiosa findet sich typischerweise an den Enden langer Knochen, in der Nähe von Gelenken und im Inneren von Wirbeln. Spongiosa ist stark vaskularisiert und enthält oft rotes Knochenmark, in dem die Hämatopoese, die Produktion von Blutzellen, stattfindet. Die primäre anatomische und funktionelle Einheit der Spongiosa sind die Trabekel.
Die Trabekel sind auf die mechanische Lastverteilung ausgerichtet, die ein Knochen in langen Knochen wie dem Oberschenkelknochen erfährt. Dünne Formationen von Osteoblasten, die von Endosteum bedeckt sind, bilden ein unregelmäßiges Netzwerk von Räumen,[9] die als Trabekel bezeichnet werden. Innerhalb dieser Räume befinden sich Knochenmark und hämatopoetische Stammzellen, aus denen Blutplättchen, rote Blutkörperchen und weiße Blutkörperchen entstehen. Das Trabekelmark besteht aus einem Netzwerk von stäbchen- und plattenförmigen Elementen, die das Gesamtorgan leichter machen und Platz für Blutgefäße und Knochenmark bieten. Der trabekuläre Knochen macht die restlichen 20 % der gesamten Knochenmasse aus, hat aber fast die zehnfache Oberfläche des kompakten Knochens.

Knochenformen

Die Osteologie als Teilbereich der Anatomie unterscheidet verschiedene Knochenformen: