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Skelett © New Africa
Skelett © New Africa

Die Knochen (Skelett)

Das Knochenskelett des Menschen ist kein starres Gerüst, sondern ein äußerst aktives System. Es unterliegt ständigen Auf- und Abbauprozessen und erneuert sich immer wieder. Ein Beispiel hierfür ist das Abheilen eines Knochenbruchs.

Man findet in einem Knochen neben speziellem Knochen- und Fettgewebe, Knorpeln, Bindegewebe, Muskel- und Nervenzellen auch blutbildendes Gewebe, das Knochenmark. Durch seine ausgeklügelte Bauweise besitzt der Knochen hohe Stabilität. Nach den Zähnen ist er das zweithärteste Material im menschlichen Körper.

Welche Knochenformen gibt es?

Das menschliche Skelett besteht aus über 200 einzelnen Knochen. In den ersten Lebensjahren sind es etwas mehr, während der körperlichen Entwicklung wachsen bestimmte Knochen zusammen, z.B. am Schädel.

Nach der äußeren Form unterscheidet man folgende Knochenformen:

  • lange Knochenz.B. Röhrenknochen des Oberarms und -schenkels.
  • kurze Knochenz.B. Wurzelknochen an Händen und Füßen.
  • platte Knochen, z.B. Schulterblätter, Schädeldach, Hüftknochen.
  • unregelmäßige Knochenz.B. Wirbel, Rippen.

Bau des Röhrenknochens

Der Prototyp eines Knochens, wie man sich ihn bildlich vorstellt, ist der Röhrenknochen. Ein derartiger Vertreter ist z.B. der Oberschenkelknochen, der größte Knochen des menschlichen Körpers.

An einem Röhrenknochen unterscheidet man folgende Abschnitte:

  • Gelenkende (Epiphyse): Die beiden Enden des Knochens sind von einem mit Knorpel überzogenem Gelenk begrenzt. Abhängig vom Knochen und seiner Funktion hat die Epiphyse unterschiedliche Formen, wie z.B. ein Scharnier oder eine Kugel. Mehr zum Thema: Gelenke
  • Wachstumsplatte: So lange das Längenwachstum bis zum Ende der Pubertät nicht abgeschlossen ist, befindet sich zwischen Gelenkende und Schaft des Knochens die Wachstumsplatte. Sie ist eine knorpelige Zone, die in späteren Jahren verknöchert.
  • Schaft (Diaphyse): Der Schaft ist der Hauptteil des Knochens (lange Röhre). In seinem Inneren befindet sich die Marksubstanz. Sie besteht aus gelbem und rotem Knochenmark.
  • Muskelansatzhöcker (Apophyse): An diesen Stellen des Knochens sind die Muskeln befestigt.

Wie ist ein Knochen aufgebaut?

Der Knochen ist von einer dünnen Knochenhaut überzogen (Periost). Sie ist reichlich mit Blutgefäßen und Nerven durchsetzt und deshalb auch schmerzempfindlich. Ist ein Knochen nicht durch einen Muskel abgepolstert, kann ein Schlag auf den Knochen sehr schmerzhaft sein, z.B. am Schienbein.

Unter der Knochenhaut liegt die äußere Knochenschicht (Rindenschicht, Substantia Corticalis). Diese Knochenschicht ist sehr dicht und besonders stabil. Sie ist im Wesentlichen für die Stabilität des Knochens verantwortlich. Je nachdem, wie stark der jeweilige Knochen mechanisch beansprucht wird, kann die äußere Knochenschicht bis zu mehrere Millimeter dick sein. Sie wird dann als Substantia Compacta bezeichnet.

Das Innere des Knochens besteht aus einem Gerüst aus feinen Knochenbälkchen (Trabekel). Es ist wie ein Schwamm aufgebaut und wird als Substantia Spongiosa bezeichnet. Die Knochenbälkchen bilden Hohlräume, in denen sich das Knochenmark befindet. Lange Röhrenknochen besitzen zudem im Schaft eine zusammenhängende Knochenmarkhöhle. Das Knochenmark erfüllt lebenswichtige Funktionen. Es ist der Ort, an dem die Blutzellen produziert werden. Im Knochen ist es gut geschützt. Man unterscheidet rotes und gelbes Knochenmark: Im roten Knochenmark findet die Blutbildung statt. Bei Kindern kommt nur rotes Knochenmark vor. Im Laufe des Lebens wird das rote Knochenmark immer weniger und durch gelbes Knochenmark ersetzt. Dieses hat große Mengen an Fettzellen eingelagert und wird auch als Fettmark bezeichnet. Erwachsene haben nur noch in wenigen Knochen rotes Knochenmark, z.B. in den Rippen, im Brustbein und in den Beckenknochen. 

Das Leichtbauprinzip des Knochens

Knochen haben eine besondere Bauweise: Der lockere Aufbau im Inneren und die gleichzeitig sehr feste Schicht außen stellen den optimalen Kompromiss zwischen maximaler Belastbarkeit bei minimalem Gewicht dar. Man spricht auch vom Leichtbauprinzip. Insgesamt wiegt das Knochenskelett des Menschen nur etwa zehn Prozent des Körpergewichts. Bei einem 70 Kilogramm schweren Menschen entspricht das in etwa sieben Kilogramm.

Entscheidend für die Stabilität eines Knochens ist neben seiner durchdachten Mikroarchitektur die Festigkeit. Diese wird unter anderem durch den Anteil eingelagerter Mineralien beeinflusst: Je mehr Mineralien ein Knochen enthält, umso stabiler und dichter ist er. Knochen mit niedriger Dichte brechen leichter. Das wichtigste Knochenmineral ist Kalzium. Es macht die Knochen hart und widerstandsfähig. Das Skelett dient dem Körper als Kalziumspeicher: Kalzium wird in den Knochen gespeichert und kann bei Bedarf von dort abgerufen werden. Auch Phosphor ist für den Knochen ein wichtiges Mineral.

Weitere Informationen erhalten Sie unter Kalzium und Phosphor.

So lebendig ist der Knochen

In den Knochen sind verschiedene Zellarten eingebettet, die dafür sorgen, dass sich die Knochensubstanz das ganze Leben lang in ständigem Umbau befindet. Altes Knochengewebe wird fortwährend durch neues ersetzt, ältere Knochensubstanz wird abgebaut. Die Zellen, die für das Wachstum und die Neubildung von Knochengewebe zuständig sind, werden als Osteoblasten bezeichnet. Zellen, die für Knochenabbau sorgen, heißen Osteoklasten

Die ständigen Umbauvorgänge ermöglichen es den Knochen, sich auf veränderte Belastungen einzustellen, z.B. Änderung der Knochensubstanz bei Zu- oder Abnahme des Körpergewichtes, Änderung der Knochenarchitektur bei einseitiger Belastung, Heilung eines Knochenbruches etc. 

Bei Kindern und jungen Erwachsenen überwiegt insgesamt der Knochenaufbau gegenüber dem Knochenabbau. Dadurch wachsen die Knochen, werden schwerer und dichter. Die maximale Knochendichte (Peak Bone Mass, PBM) wird zwischen dem 25. und 30. Lebensjahr erreicht. Zu diesem Zeitpunkt ist der Aufbau der Knochenmasse abgeschlossen. Danach verändert sich das Verhältnis der knochenaufbauenden und -abbauenden Vorgänge.

Nach dem 30. Lebensjahr wird mehr Knochen ab- als aufgebaut. Zwischen dem 40. und 50. Lebensjahr beschleunigt sich der Knochenabbau. Anschließend überwiegen die natürlichen Abbauprozesse im Knochen. Je höher die erreichte maximale Knochendichte, desto später treten nennenswerte Abbauvorgänge bzw. Verluste der Knochenstabilität auf. Knochengesunde Ernährung und ausreichend Bewegung tragen maßgeblich zur Steigerung der maximal erreichbaren Knochendichte bei.
Zudem unterliegen die Umbauprozesse u.a. dem Einfluss von Hormonen wie z.B.ÖstrogenParathormon und Vitamin D.  

Hinweis Sogenannte High-Impact-Sportarten wie z.B. Krafttraining, Laufen, Wandern, Walken aber auch Tanzen stärken die Knochen, da sie die knochenaufbauenden Zellen (Osteoblasten) anregen.

Mehr zum Thema knochengesunde Ernährung erhalten Sie unter Prävention von Osteoporose.

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