Allgemeine
Knochenlehre:
Wesentliche Aufgaben der
Knochen:
Knochenbildung:
Indirekte Verknöcherung (chondrale Ossifikation) z.B.
langer Röhrenknochen:
Aus embryonalen Bindegewebe entsteht hyaliner Knorpel. Der
Knorpel wird dann durch Knochengewebe ersetzt. Die enchondrale
Ossifikation bedeutet, daß das Knochengewebe im Knorpelinneren -
dem Kern - gebildet wird, und die perichondrale Ossifikation
bedeutet, daß der Knochen in der Außenhaut des Knorpels durch
Anlagerung von Osteoblasten entsteht. Nach vermehrter Gefäßeinsprossung
verschmilzt der Knochenkern mit der knöchernen Außenhülle zum
fertigen Röhrenknochen. Die Knorpelzellen verbleiben nur noch in
der Wachstumsfuge, und sorgen hier noch für das Längenwachstum,
bis auch dieser Teil verknöchert ist.
Direkte Verknöcherung
(desmale Ossifikation) z.B. die Schädelknochen:
Im embryonalen Bindegewebe häufen sich die Osteoblasten an, und
beginnen sofort mit der Bildung von Knochengrundsubstanz (verkalkt
vor bzw. nach der Geburt in Form der Knochenbälkchen) - also den
Kollagenfasern und den Calciumsalzen. Es entstehen Deckknochen,
auch Geflechtknochen genannt.
Bestandteil eines Röhrenknochens:
I ) Knochen von außen:
1. proximales Knochenende (Epiphyse)
2. Knochenschaft (Diaphyse)
3. distales Knochenende (Epiphyse)
4. Metaphyse
II ) Knochen von innen:
1. Knochenhaut (Periost)
2. Knorpelüberzug (hyaliner Knorpel), schützt den Knochen vor
Druck und Reibung
3. Knochenbälkchenstruktur (Spongiosa), mit rotem blutbildendem
Knochenmark
4. Markhöhle mit gelbem verfetteten Knochenmark
5. Innere Knochenhaut (Endost)
6. kompakte Knochenmasse (Compacta)
7. verknöcherte Wachstumslinie (Epiphysenfuge)
Ernährung des
Knochens:
1. Aus der Periost sprossen winzige Blutgefäße in den Knochen
ein und versorgen ihn von außen.
2. Größere Arterien durchbohren die Kortikalis und ziehen zum
Markraum. Dort verzweigen sie sich zu einem Gefäßnetz und
versorgen den Knochen von innen.
Bildung
von Knochengewebe:
Knochengewebe gehört zum Binde- und Stützgewebe; deswegen sind
typischerweise Zellen vorhanden. Osteoblasten sind für den
Aufbau der Knochengrundsubstanz zuständig. Sie scheiden
Kalziumphosphate und Kaliziumkarbonate aus. Diese Salze
kristallisieren entlang der Kollagenfasern und mauern die
Osteoblasten ein. Es entstehen Osteozyten (es findet keine
Zellteilung mehr statt).
Das Gewebe verhärtet sich. Es bildet sich Knochenstruktur.
Die Osteoklasten sind die Gegenspieler. Dieser Zelltyp kann
Knochen wieder auflösen. Es entsteht ein dynamisches
Gleichgewicht.
Längenwachstum:
=> der knöcherne Anteil auf der Diaphysenseite wächst. Gegen
Ende der Pubertät werden die Knorpelzellen inaktiv. Sie hören
auf, sich zu teilen. Die Wachstumsfuge wird ebenfalls knöchern
durchbaut => Epiphysenlinie
Wachstum in die
Breite:
Die Osteoblasten bauen von außen an, während die Osteoklasten
von innen her abbauen. Allerdings bauen die Osteoblasten mehr auf,
als die Osteoklasten abbauen können. Der Knochen wird dicker.
Gelenke:
unechte Gelenke ( Synarthrosen ):
freie (
echte ) Gelenke ( Diarthrose ):
verbinden Skelettabschnitte beweglich miteinander. Die Aufgaben
sind:
straffe
Gelenke ( Amphiarthrosen ):
geringe Beweglichkeit (z.B. Gelenke zwischen Darmbein und
Kreuzbein)
Synarthrosen:
unbewegliche Knochengelenke, die mit Knorpel- oder straffem
Bindegewebe ausgefüllt sind
Aufbau der Gelenke:
Die Gelenkflächen sind die Epiphysenaußenflächen. Sie sind vom
hyalinen Knorpel überzogen.
Die Gelenkkapsel ist von zwei Schichten überzogen:
Gelenkformen:
Wirbelsäule:
Die Wirbelsäule besteht aus folgenden Abschnitten:
Zwischen je 2
Wirbeln liegen die Bandscheiben. Sie bestehen aus einem
faserknorpeligen Außenring, dem Anulus fibrosus, und einem
weichen Kern (Nucleus pulposus).
Die einzelnen Wirbelkörper sind ähnlich aufgebaut. Sie bestehen
aus dem gewichttragenden Teil, dem Wirbelkörper und dem sich
nach dorsal anschließenden Wirbelbogen mit dem Wirbelloch.
Innerhalb des Wirbellochs verläuft das Rückenmark.
Jeder Wirbelbogen ist mit den zwei benachbarten Wirbelbögen
durch Wirbelgelenke verbunden. Außerdem befinden sich zwischen
den Wirbelbögen die Zwischenwirbellöcher, durch die die
Spinalnerven ein- bzw. austreten.
Der erste Halswirbel (Atlas) besitzt keinen Wirbelkörper,
sondern besteht nur aus einem knöchernen Ring. Durch zwei
Gelenke ist er mit dem Hinterhauptbein verbunden. Dadurch werden
die Nickbewegungen des Kopfes ermöglicht.
Der zweite Halswirbel (Axis) besitzt einen Knochenzahn, der in
den knöchernen Ring des Atlas hineinragt. Dadurch werden Drehbewegungen
des Kopfes ermöglicht.
Typische Krümmungen der Wirbelsäule:
MUSKULATUR:
Aufgaben:
Quergestreifte Muskulatur:
glatte Muskulatur:
Aufbau
der quergestreiften Muskulatur:
Jede Muskelfaser (= Muskelzelle) ist von einem Bindegewebsmantel
umhüllt, dem Endomysium. Mehrere Muskelfasern sind durch das
Perimysium zu Muskelfaserbündeln zusammengefaßt. Jeder Muskel
besteht aus vielen Muskelfaserbündeln und besitzt eine äußere
Bindegewebshülle, das Epimysium.
Jede Muskelfaser enthält fadenförmige Strukturen, die
Myofibrillen. Diese wiederum bestehen aus einer langen Kette von
dünnen und dicken Myofilamenten. Diese Streifen bilden viele
aneinandergereite Untereinheiten, die Sarkomere. Ihre
Begrenzungen sind querverlaufende Linien, die Z - Streifen. Das
Zytoplasma jeder Muskelfaser (Sarkoplasma) ist vom Sarkolemm ,
der Muskelfasermembran umgeben. Hier finden sich auch viele
Mitochondrien.
Jedes Sarkomer besteht aus
zwei verschiedenen Myofilamenten, dem Aktin- und dem
Myosinfilament. Das dicke Myosinfilament ist aus golfschlägerähnlichen
Untereinheiten geformt. Die Kopfteile besitzen eine
Bindungsstelle für den Energiespender ATP. Zwischen diese
Myosinfilamente ragen von außen die dünnen Aktinfilamente
hinein.
Die Nervenzelle, welche den Reiz für die Kontraktion des Muskels gibt, heißt Motoneuron. Diese nähert sich dem Sarkolemm in Form seines Ausläufers (Axon), ohne es zu berühren. Die Erregungsübertragung von Motoneuron zu Muskelfaser findet an einer Synapse statt, der motorischen Endplatte. Dort finden sich Sekretbläschen, welchen den Überträgerstoff Acetylcholin enthalten. Durch verschiedene Vorgänge wird die Erregung auf die Myofibrillen weitergeleitet. Dadurch gleiten die Aktinfilamente tiefer in die Myosinfilamente hinein. Das Kopfteil des Myosinfilamentes verbindet sich durch Kalzium mit dem Aktinfilament und bewegt sich dort unter ATP Verbrauch wie ein Ruder auf der Aktinoberfläche. Dadurch nähern sich die Z - Streifen einander, und das Sarkomer verkürzt sich.
Eine motorische Einheit besteht aus einem Motoneuron und der von ihm innervierten Gruppe von Muskelfasern. Nach der Alles oder Nichts Regel kontrahiert sich jede Muskelfaser einer motorischen Einheit maximal. Allerdings kontrahieren sich nicht alle motorischen Einheiten eines Muskels gleichzeitig. Durch die Abwechselnde Kontraktion der motorischen Einheiten ermüdet der Muskel nicht so schnell. Bevor eine motorische Einheit sich ein zweites Mal kontrahieren kann, muß sie sich die Refraktärzeit von 1 ms erholen.
Energielieferanten:
Das ATP reicht für etwa 5 - 6 sek. Daueraktivität des Muskels.
Danach wird das energiereiche Kreatinphosphat gespalten, um die
ATP Speicher rasch wieder zu regenerieren. Damit hat der Muskel
bei maximaler Belastung Energie für 15 sek. Danach muß Glukose
als Energieträger verstoffwechselt werden. Es wird als Glykogen
im Skelettmuskel gelagert. Bei Bedarf wird es gespalten, und
liegt als Glukose vor. Diese muß weiter zerlegt werden. Bei O2
Mangel im Muskel über die Reaktionskette der Glykolyse zum
Pyravat und weiter zum Laktat (hierbei entstehen 2 ml ATP pro ml
Glukose)!
Ist genug O2 vorhanden, wird Pyravat im Zitratzyklus vollständig
zu CO2 und H2O zerlegt => 20 mal mehr ATP !