Knochen im menschlichen Körper

Knochen und Beschwerden - Knochenkrankheiten

Der Knochen ist ein bemerkenswertes Kunstwerk der Schöpfung: Als eines der widerstandsfähigsten Materialien des Körpers verhindert er eine enorme Belastbarkeit mit einer erstaunlichen Leichtbauweise. Das Skelett eines Erwachsenen wiegt etwa 10 Kilogramm, das sind 14 Prozent seines Körpergewichts. Stahlstäbe gleicher Größenordnung würden das vier- bis fünffache wiegen, ohne jedoch eine entsprechende Leistung zu bringen. Knochen ist selbst stärker als Stahlbeton.

 

Wenn Stahl bricht, ist er nutzlos Knochen ist lebendes Gewebe, das sieh selbst repariert. Fr holt sich seine Stärke aus dem Einbau von Mineralsalzen und geformten Eiweißen in ein elastisches Gerüst, jeder zusätzliche Bestandteil erhöht die Stabilität des gesamten Gefüges. Nahezu zwei Drittel des Knochens bestehen aus anorganischen Substanzen, im Wesentlichen komplexe Verbindungen von Kalzium und Phosphat. Diese Salze, stabförmige Kristalle, verleihen ihm seine Härte und Festigkeit. Der Rest der Knochen setzt sich aus.


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Die Knochenzonen - Aufbau der Knochen

Kollagen zusammen, einem zugfesten Eiweiß, das, wenn man es kocht, zu Leim wird. Die Kollagenfibrillen sind in sich verwunden, wie Fasern in einem Strick, und werden von den Salzkristallen gestützt. Nach Entzug der Mineralsalze wird der Knochen biegsam wie Gummi, nach Herauslösung des Kollagens spröde und zerbrechlich wie Glas.

 

Am ausgesägten Knochen lassen sich zwei Zonen unterscheiden: die äußere, kompakte Rinde (Kortikalis) und die innere schwammartige Schicht aus Knochenbälkchen (Spongiosa). Beim Studium des Feinbaus der Kortikalis erkennt man zahlreiche Einheiten aus konzentrischen, ineinander verschachtelten Knochenlamellen, die auf einem Querschliff an die Jahresringe eines Baumstamms erinnern. Hierbei handelt es sich um sogen. Havers-Systeme (Osteone), die kleinsten Funktionseinheiten der kompakten Knochenschicht.

 

Im Zentrum eines Osteons befindet sich ein Röhrchen, der Havers-Kanal, durch den Blut- und Lymphgefäße sowie Nerven zur Versorgung der Systeme ziehen. In jede der Lamellen eingebettet, reihen sich Knochenzellen (Osteozyten) in kleinen Höhlen (Lakunen) aneinander, die über winzige, radiär zum Havers-Kanal ziehende Kanälchen verbunden sind. Die zahlreichen Osteone in der Rinde werden durch dazwischenliegende ältere Osteon-Bruchstücke (Schaltlamellen) verbunden. Die Anordnung der Kollagenfibrillen und Mineralsalze in der Grundsubstanz der Lamellen erinnert an den Bau von Sperrholz, sie verleiht dem System seine enorme Festigkeit bei gleichzeitiger Elastizität.

Die Oberfläche und Festigkeit der Knochen

Die Oberfläche der kompakten Knochenrinde wird von der Knochenhaut (Periost) überzogen, die Blutgefäße zur Knochenernährung führt und deren innere Schicht aus Zellen besteht, die sich bei Bedarf in knochenbildende Zellen (Osteohlasten) umwandeln können. Dünne Fasern der Knochenhaut sind mit der Grundsubstanz der Knochenrinde verleimt, andere Fasern verflechten sich mit Sehnen und verankern so Muskeln und Knochen. Die Spongiosa findet man im Inneren kurzer und platter Knochen, aber auch in den Schaftenden der langen Röhrenknochen.

 

Die Bälkchen sind nach dem Druck- und Zuglinien angeordnet. Auf diese Weise wird Baumaterial gespart, ohne das die Festigkeit darunter leidet. Der Innenraum des Schafts der Röhrenknochen (Diaphyse) ist hohl, was bei der Konstruktion der Rinde keine Einschränkung mechanischer Stärke bedeutet; die Gewichtsersparnis ist jedoch beträchtlich. Besäße der Femur einen soliden Schaft, wäre er um 25 Prozent schwerer. Die Natur nützt aber auch noch solche Hohlräume genauso wie die zwischen den Bälkchen der Spongiosa aus, indem sie sie mit Mark ausfüllt. Im Schwammwerk von Rippen, Wirbelkörpern, Becken- und Schädelknochen befindet sich rotes Knochenmark, eines der biologisch aktivsten Gewebe. Jede Minute gibt es Millionen roter und weißer Zellen sowie Thrombozyten an das Blut ab.

 

Röhrenknochen wie der Femur sind mit gelbem Knochen- oder Fettmark gefüllt. Dies dient als Energiespeicher, kann aber bei Bedarf (länger dauernder Blutverlust mit Anämie) in rotes Knochenmark umgewandelt werden und dann Blutzellen produzieren.

 

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